左手座標系和右手座標系

2021-07-11 23:35:13 字數 1773 閱讀 4883

今天記錄一下一些基本的數學知識,左手座標系和右手座標系。這些對於搞影象開發或者遊戲開發的朋友來說,應該是很基礎的東西,不過對於大部分人來說還是比較陌生的知識。之所以看這方面資料主要是因為在使用android camera使用matrix的過程中,發現需要一些數學理論支援才能理解。這是為了後面使用android camera和matrix的基礎。

1、空間直角座標系

下面摘錄一段百科的解析,這些都是數學基礎。過空間定點o作三條互相垂直的數軸,它們都以o為原點,具有相同的單位長度.這三條數軸分別稱為x軸(橫軸).y軸(縱軸).z軸(豎軸),統稱為座標軸。

各軸之間的順序要求符合右手法則,即以右手握住z軸,讓右手的四指從x軸的正向以90度的直角轉向y軸的正向,這時大拇指所指的方向就是z軸的正向.這樣的三個座標軸構成的座標系稱為右手空間直角座標系.與之相對應的是左手空間直角座標系.一般在數學中更常用右手空間直角座標系,在其他學科方面因應用方便而異。三條座標軸中的任意兩條都可以確定乙個平面,稱為座標面.它們是:由x軸及y軸所確定的xoy平面;由y軸及z軸所確定的yoz平面;由x軸及z軸所確定的xoz平面.這三個相互垂直的座標面把空間分成八個部分,每一部分稱為乙個卦限.位於x,y,z軸的正半軸的卦限稱為第一卦限,從第一卦限開始,在xoy平面上方的卦限,按逆時針方向依次稱為第二,三,四卦限;第一,二,三,四卦限 下方的卦限依次稱為第五,六,七,八卦限。

2、右手座標系

右手座標繫在我們以前初中高中學幾何的時候也經常用到。在三維座標系中,z軸的正軸方向是根據右手定則確定的。右手定則也決定三維空間中任一座標軸的正旋轉方向。要標註x、y和z軸的正軸方向,就將右手背對著螢幕放置,拇指即指向x軸的正方向。伸出食指和中指,如右圖所示,食指指向y軸的正方向,中指所指示的方向即是z軸的正方向。要確定軸的正旋轉方向,如下圖所示,用右手的大拇指指向軸的正方向,彎曲手指。那麼手指所指示的方向即是軸的正旋轉方向。

3、左手座標系

伸出左手,讓拇指和食指成「l」形,大拇指向右,食指向上。其餘的手指指向前方。這樣就建立了乙個左手座標系。拇指、食指和其餘手指分別代表x,y,z軸的正方向。判斷方法:在空間直角座標系中,讓左手拇指指向x軸的正方向,食指指向y軸的正方向,如果中指能指向z軸的正方向,則稱這個座標係為左手直角座標系.反之則是右手直角座標系。

4、左手座標系和右手座標系比較

手座標系和右手座標系,左手座標系是

x軸向右,y軸向上,z軸向前,右手座標系的z軸正好相反,是指向「自己」的,在計算機中通常使用的是左手座標系,而數學中則通常使用右手座標系。計算機裡面其實很多也有用右手座標系,這個只是根據實際應用不同,沒有說哪個比較好。

5、結語

今天主要是講講這兩個座標系和區分,因為後面我會講解有關android camera使用matrix進行滑動特效變換。裡面就好應用到很多座標系的轉換,所以腦袋裡面要先有這方面的概念,否則有關matrix的轉換和影象操作就不好理解了。

edited by mythou

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這篇算作是第一篇文章,以後覺得閒了就寫點自己最近所想的也蠻好。左右手座標系是圖形學中比較糾結的一件事,d3d中左右手座標系兩套api都有,opengl中是右手座標系,在shader中是向量右乘的,即座標變換的時候,是m v,此時translation向量在矩陣m的最後一列,這個和opengl的列儲存...