网页四元數大量用於计算机图形学中,表示三維物件的旋轉及方位。四元數亦見於控制論、信號處理、 姿态控制 ( 英语 : Attitude control ) 、物理、轨道力学和生物信息学, [1] [2] 都是用來表示旋轉和方位。
网页四元数(Quaternions),是由爱尔兰数学家 哈密顿 (William Rowan Hamilton,1805-1865)在1843年发明的数学概念,直到1985年才由Shoemake把四元数引入到计算机图形学中。四元数的 乘法 不符合 交换律 (commutative law)。
网页四元数的表示与正交矩阵表示是等价的,这可以通过直接的代数计算得到。 仿照关于单位复数的欧拉公式的证明方法,可以得到单位四元数的欧拉公式:
网页四元数(以后不特指四元数=单位四元数)是四维空间中一个超球上面的点,满足w²+x²+y²+z²=1;而纯四元数是四维空间在w=0时的一个子空间的点,形式为{0, q},特别注意的是纯四元数与四元数是不同的概念。
网页四元数这个东西,比较常见的用处有两个:一个用处是计算机图形学中的应用,它的一个常见应用是游戏引擎中用四元数表示三维旋转;另一个用处是量子力学中,量子有两个自旋方向,人们用四元数来表示量子自旋。
网页本小节学习一四元数的一个子类,即单位四元数(unit quaternions,其模为1)。单位四元数可以以简单紧凑的方式表示任何三D旋转。 如何用单位四元数表示旋转?
网页在这篇文章中我会尝试用简单的方式去解释四元数的概念,即用可视化的方式解释四元数以及几种对四元数的操作。 我将把矩阵、欧拉角和四元数放在一起比较,并解释什么时候该用四元数、什么时候该用欧拉角或矩阵。
网页上一期视频(av33385105)讲了四元数怎么表示四维的转动,本期简介的是应用更广泛的三维旋转。. 更详细的解释,请看https://eater.net/quaternions 那里的视频可以一边看、一边拖动参数来看旋转!但因为格式比较特殊,我们还没有想好能怎么翻译或者做字幕,先看着 ...
网页为何要引入四元数?. 首先是因为欧拉角有万向节死锁的问题。. 3D游戏或者3D电影中,比如黑客帝国中酷炫的旋转是怎么实现的?. 旋转的算法有很多,这里主要介绍其中一种:欧拉角。. 1 欧拉角. 1.1 欧拉角的算法思想是什么. 陌生的你来到了成都,站在盐市口 ...
网页w^ {'} = (wx^ {'},wy^ {'},wz^ {'}) 这样,就完成了一次四元数旋转运算。. 同理,如果你有一个四元数:. q= (q1,q2,q3,q4)= (cos (\frac {\theta } {2} ),sin (\frac {\theta } {2} )*vx,sin (\frac {\theta } {2} )*vy,sin (\frac {\theta } {2} )*vz) 那么,它对应一个以向量 v= (vx,vy,vz) 为轴旋转 \theta 角 …