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  • 矩阵

      1、线性变换的一个重要性质就是不包括平移,包含平移的变换称为防射变换。3D中的防射变换不能用3*3矩阵表达。

      2、旋转:

        在2D环境中,物体只能绕某个点旋转,2D中绕原点的旋转只有一个参数:角度,它描述了旋转量。逆时针为正

      3、在3D环境中,绕轴旋转而不是点。

         明确旋转轴指向那个方向。旋转轴在理论上市无线眼神的,但我们还是要认为有正端点和负端点。

        左手法则:伸出左手,大拇指向上,其余四肢弯曲。大拇指指向旋转轴的正方向。四肢弯曲的方向就是旋转的正方向。

      4、缩放矩阵

       

      5、正交投影

      一般来讲,投影意味着降维操作。

     在某个方向上用零作为缩放因子。这种情况下,所有点都被拉平至垂直的轴3d或者2d上,平行投影或者正交投影。

     6、向任意直线或平面投影

       7、镜像:也叫做反射,是一种反射,其作用是将物体沿直线或平面翻转。

      使缩放因子为-1能够狠容易的实现镜像变换。

      注意:一个物体只能镜像一次,如果再次镜像(沿着不同的轴或平面的时候),物体将翻回正面。这和在

    原位置旋转物体的效果是一样。

      8、切变:

        是一种坐标系扭曲变换,非均匀的拉伸他。切变的时候角度会发生变化,但面积和体积却都保持不变。

    9、线性变换

       F(a+b)=F(a)+F(b)

    10、防射变换:

        防射变换时指线性变换后接着平移。所以,防射变换的集合就是线性变换的集合。

      v'=vM+b的变换都是防射变换。

    11、任何线性变换都能表达为矩阵,所以求逆变换等价求逆矩阵的逆,如果矩阵是奇异的,则变换不可逆,

    可逆矩阵的行列式不为0。

      12、如果变换前后2向量夹角的大小和方向都不改变,该变换时等角的。只有平移,旋转和均匀缩放时等角的。

      任何等角变换都是防射和可逆的。

     13、正交变换:

        轴保持互相垂直,而且不进行缩放变换。

       平移,旋转和镜像是仅有的正交变换。长度,角度,面积体积都保持不变。

     14、刚体变换:

       刚体变换只改变物体的位置和方向,不包括形状。  平移和旋转是仅有的刚体变换。

      15、行列式:   |M|

      余子式: 是一2*2的矩阵,是从M中除去第一行和第二列的结果。

      

       矩阵转置的行列式等于原矩阵的行列式。

       如果矩阵的任意行或列全为0,那么他的行列式等于0.

       交换矩阵的任意2行或2列,行列式变负。

       任意行或列的非零积加到另一行或列上不会改变行列式的值。

      16、M-1称为方阵的逆

          并非所有的矩阵都有逆。 

          如果一个矩阵有逆矩阵,那么称为它为可逆的或非奇异的。

          如果一个矩阵没有逆矩阵,则称它为不可逆或奇异矩阵。奇异矩阵的行列式为0,非奇异

    矩阵行列式不为0.  可以通过检测行列式的值 判断矩阵是否可逆。

        M的伴随矩阵记作 adjM ,定义为M的代数余子式矩阵的转置矩阵。

      一旦有了标准的伴随矩阵,可以通过除以M的行列式,计算矩阵的逆。

      矩阵的逆在集合上很有用,他使得我们可以计算变换的反向或相反变换---

      17、正交矩阵;

    若方阵M是正交的,则当且仅当M与M与他的转置矩阵的成绩等于单位矩阵。

      镜像和旋转矩阵是正交的。 RotationMatrix

     

        一个矩阵是正交矩阵的条件:

          矩阵的每一行都是单位向量。

     矩阵的所有行互相垂直。

    对矩阵的列也能得到类似的条件。    矩阵式正交的,转置矩阵也是正交的。

     矩阵正交化:   3D基向量的施密特正交化。

    18、齐次坐标:

       w=1 点

       在w=1的平面上的点

       不在w=1平面上的点,将他们投影到w=1平面上。除以w

      w=0 代表一个无穷远的点,描述的不是一个位置,而是一个向量。 

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