拋物線正等測投影數值解的求法

2022-03-19 09:07:21 字數 1323 閱讀 2108

這個遊戲的玩法是,用手指按住手機螢幕,鬆開手指小人飛出。隨著螢幕按壓時間的增加,跳躍距離也會增加。

感謝代同學提供。

根據生活常識,物體在空中飛行的軌跡是一條拋物線。

觀察到遊戲中的拋物線並不對稱,猜測它是在三維空間建模投影到乙個平面上的。看《互動式計算機圖形學》(edward angel,互動式計算機圖形學,電子工業出版社,2012.5,p141)中,正等測(正等測等價於等軸測)的例子和跳一跳遊戲中方塊(上圖)很相似,猜測它使用的是三維空間正等測投影到二維平面上的投影。假設跳一跳的方塊是由三維直角座標系下的方塊做正等測投影得到的,觀察跳一跳方塊中朝向我們的角,三個角都是120度,這和正等測的定義相符合。

在計算機圖形學中,三維的點用四維齊次座標表示。點的投影,可以通過點左乘乙個變換矩陣來實現。正等測的變換矩陣是:

如何使用它呢?

附一段matlab**及其執行的結果。

求出拋物線在三維空間中的方程,等間距取樣200個點。

在數值計算中,由於函式的定義域集合大小通常為無窮大,我們不可能計算出每乙個點。在本文關注的問題中也是如此。我們等間距的在拋物線上選取200個點,並保證這200個點關於對稱軸對稱。由於現實生活經驗中,在地面拋出落在地面的拋物線段也滿足「關於對稱軸對稱」,故我們這樣取樣。

取樣是為了近似表現曲線。曲線是由點組成的,我們已知這些點,把這些點用平滑的曲線連線起來,就成了曲線。

然後把每個被取樣的三維空間中拋物線上的點乘以變換矩陣,投影到平面上。投影後的點,是二維平面上拋物線上的點。

由於手機螢幕不大,直接在200個點中選取一些,作為旗子跳躍動畫中棋子座標是可以接受的。假設動畫時長2秒,一秒30幀,那麼60幀也就是60個點是完全夠用的。

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