图形学之数学筑基

数学筑基

✅ 周目标:掌握向量/矩阵/坐标变换,能用代码实现基础几何运算 📅 每日TODO(1.5h):

  • 30min: 学习《线性代数》,《3D数学基础》

单位向量

在二维空间R2\R^{2}中基向量:两个线性无关且能够张成整个空间的单位基i^\hat{i}j^\hat{j}

  • 标准正交基

i^=(1,0),j^=(0,1)\hat{i}=(1,0),\hat{j}=(0,1)

矩阵表示为:

[1001]\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}

  • 可表示平面中任意一点:

v=ai^+bj^\overrightarrow{v}=a\hat{i}+b\hat{j}

线性变换

只需要对基进行变换即可,例如对(2,2)(2,2)进行变换。逆时针旋转90o90^{o}

  • 旋转变换

[0110][22]=2[01]+2[10]=[20+2(1)21+20]=[22]\begin{bmatrix} 0 & -1 \\ 1 & 0 \end{bmatrix} * \begin{bmatrix} 2 \\ 2 \end{bmatrix} = 2 \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} + 2 \begin{bmatrix} -1 \\ 0 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 2*0 + 2*(-1) \\ 2*1 + 2*0 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -2 \\ 2 \end{bmatrix}

[abcd]\begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix}

Bevy 渲染图结构