3D數學基礎 四元素

2021-07-23 17:23:32 字數 985 閱讀 3232

1、四元素的表示

四元數使用乙個三維向量來表示旋轉的座標軸和乙個旋轉角度。

其物理意義為 :圍繞乙個通過座標系原點的座標軸旋轉一定的角度

四元數的表示方法 :

w表示旋轉量,其餘 的表示座標軸。

2、四元素中的旋轉角與旋轉軸

在使用矩陣進行我們使用n表示旋轉軸,θ表示旋轉角度,同樣我們不必關係旋轉軸n的長度,把他當做乙個單位向量來處理,在四元數中也是儲存了旋轉軸和旋轉角度,但儲存的對應方式不同。

四元數中的每個元素的對應關係為:

q則是乙個四元數。n為旋轉軸向量

1、四元數中的元素取反

四元數中的 q 和-q的角位移都是相同的,所以在四元數中任何的旋轉角度都可以用兩個不同的四元數表示,這兩個四元數互為負數。

2、單位四元數

單位四元數表示沒有角位移:

由於 q和-q表示的角位移相同所以單位四元數可以表示為

0表示的是乙個零向量。

3、四元數的模

4、共軛負數

四元數的共軛四元素代表了與四元素具有相反的角位移。

5、四元數求逆

四元數的逆 =四元數的共軛四元數 除以 四元數的模

四元數的逆乘以原四元數得到的結果為乙個單位四元素。

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