已知平面内三点,求其平面的法向量

三点平面法向量

设三点坐标为A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2),C(x3,y3,z3)

向量AB=(x2-x1,y2-y1,z2-z1),AC=(x3-x1,y3-y1,z3-z1)

AB、AC所在平面的法向量即AB×AC=(a,b,c),其中:

a=(y2-y1)(z3-z1)-(z2-z1)(y3-y1)

b=(z2-z1)(x3-x1)-(z3-z1)(x2-x1)

c=(x2-x1)(y3-y1)-(x3-x1)(y2-y1)

设 a=(ax,ay,az), b=(bx,by,bz)。i,j,k分别是X,Y,Z轴方向的单位向量,则:

a×b=(aybz-azby)i+(azbx-axbz)j+(axby-aybx)k

a·b=(axbx+ayby+az*bz)

Python代码

python 复制代码
def normal_vector(p1, p2, p3):
    x1, y1, z1 = p1
    x2, y2, z2 = p2
    x3, y3, z3 = p3

    a = (y2 - y1) * (z3 - z1) - (z2 - z1) * (y3 - y1)
    b = (z2 - z1) * (x3 - x1) - (x2 - x1) * (z3 - z1)
    c = (x2 - x1) * (y3 - y1) - (y2 - y1) * (x3 - x1)

    return (a, b, c)

if __name__ == '__main__':
    p1 = 1.0, 5.2, 0.0
    p2 = 2.8, 3.9, 1.0
    p3 = 7.6, 8.4, 2.0
    p4 = normal_vector(p1, p2, p3)
    print(p4)

    # output (-5.800000000000001, 3.0, 14.340000000000002)

C++代码

cpp 复制代码
#include<iostream>

using namespace std;

//三维double矢量
struct Vec3d
{
	double x, y, z;

	Vec3d()
	{
		x = 0.0;
		y = 0.0;
		z = 0.0;
	}
	Vec3d(double dx, double dy, double dz)
	{
		x = dx;
		y = dy;
		z = dz;
	}
	void Set(double dx, double dy, double dz)
	{
		x = dx;
		y = dy;
		z = dz;
	}
};

//计算三点成面的法向量
void Cal_Normal_3D(const Vec3d& v1, const Vec3d& v2, const Vec3d& v3, Vec3d &vn)
{
	//v1(n1,n2,n3);
	//平面方程: na * (x -- n1) + nb * (y -- n2) + nc * (z -- n3) = 0 ;
	double na = (v2.y - v1.y)*(v3.z - v1.z) - (v2.z - v1.z)*(v3.y - v1.y);
	double nb = (v2.z - v1.z)*(v3.x - v1.x) - (v2.x - v1.x)*(v3.z - v1.z);
	double nc = (v2.x - v1.x)*(v3.y - v1.y) - (v2.y - v1.y)*(v3.x - v1.x);

	//平面法向量
	vn.Set(na, nb, nc);
}

int main()
{	
	// Vec3d v1(1.0, 5.2, 3.7);
	// Vec3d v2(2.8, 3.9, 4.5);
	// Vec3d v3(7.6, 8.4, 6.2);   
	// 法向量为:-5.81 0.78 14.34;

	Vec3d v1(1.0, 5.2, 0.0);
	Vec3d v2(2.8, 3.9, 1.0);
	Vec3d v3(7.6, 8.4, 2.0);
	// 法向量为:-5.8 3 14.34
	
	Vec3d vn;
	Cal_Normal_3D(v1, v2, v3, vn);
	// cout <<"法向量为:"<< vn.x << '\t' << vn.y << '\t' << vn.z << '\n';
    cout <<"法向量为:"<< vn.x << " " << vn.y << " " << vn.z << '\n';

	return 0;
}
相关推荐
微尘hjx21 小时前
【ByteTrack 04】多轨迹算法ByteTrack改进点
算法·yolo·目标检测·目标跟踪·bytetrack·ultralytics·车跟踪
小蒋观天下1 天前
雷击与浪涌防护:前端SPD选型、接地网误区,接地不当反而引入干扰
深度学习·算法·机器学习
WBluuue1 天前
数据结构与算法:分块(一):块状数组、块状链表
数据结构·c++·算法·链表
澳鹏Appen1 天前
澳鹏重磅发布ExamOCRBench:面向端到端试卷判分的多任务基准
算法·benchmark·基准评测
benjormin1 天前
Java数据结构 二叉搜索树
数据结构·算法
Evand J1 天前
【MATLAB例程】平面下,5基站对待定位点的定位。基于距离辅助下的AOA。完整代码下载链接
开发语言·matlab·平面·定位·导航·测距·aoa
人工智能培训1 天前
知识图谱:结构化表达实体与关系的知识组织技术
大数据·人工智能·算法·重构·生活·知识图谱
地平线开发者1 天前
QAT 实战:从 PyTorch 模型到 J6E 实板精度与延时验证
pytorch·算法·自动驾驶
IT星宿1 天前
github-gravity:用 Rapier2D 把 GitHub 贡献图做成 SVG 物理动画
算法·github