【WebGPU学习杂记】数学基础拾遗(2)变换矩阵中的齐次坐标推导与几何理解

今天打算开始 3D 数学基础的复习,本文假设你了解以下概念:一次多项式、矩阵、向量 ,基于以上拓展的概念 归一化、2~3阶矩阵的几何意义

几何意义结论

  • 齐次坐标是对三维的人工的特定的 升维,它是一个工具 而已。图形学中常用来作为变换矩阵(平移、斜切、旋转、缩放)中的平移 。因为平移 是一个仿射变换(另外三项人家不管怎么变都没有改变原点O(0,0)原点O(0, 0)原点O(0,0)的位置)。直接在三维中不好求解,升维后非常 "便于计算"
  • 通常假设经过变换矩阵 后的点为 (x′,y′,z′,1)(x',y',z',1)(x′,y′,z′,1),也就是固定维度w=1w = 1w=1 的三维空间。类比理解三维空间中固定其中一个维度的数值,其意义就是一个平面,例如固定ZZZ后就能得到无数的点(x,y,z)→(x,y)(x,y,z)\rightarrow(x,y)(x,y,z)→(x,y)构成的平面OXY平面OXY平面OXY,而这个动作叫 "投影" ------ 高维度向低维度的投影。我们不必关心高维如何变化什么意义,只需要知道它可以求得我们渴求的变化结果 (x′,y′,z′)(x',y',z')(x′,y′,z′),至于什么 "投影" 概念一边凉快儿去!

(i⃗,j⃗,k⃗,l⃗)=i1j1k1Δxi2j2k2Δyi3j3k3Δzi4j4k41\begin{align*} \begin{pmatrix} \vec{i}, \vec{j}, \vec{k}, \vec{l} \end{pmatrix} &= \begin{bmatrix} i_1 & j_1 & k_1 & \Delta x \\ i_2 & j_2 & k_2 & \Delta y \\ i_3 & j_3 & k_3 & \Delta z \\ i_4 & j_4 & k_4 & 1 \\ \end{bmatrix} \end{align*} (i ,j ,k ,l )= i1i2i3i4j1j2j3j4k1k2k3k4ΔxΔyΔz1

多项式

  • 多元一次方程组(一次多项式)
  • 多项式拓展(w∈Rw \in \Rw∈R)变量,几何意义类比 二维平面、三维立体 相当于**"空间维度升了一维"**,因为我们主动添加了 维度(w)维度(w)维度(w), 即使什么都不考虑吧,那你让它等于几都可以呀,因为你甩出了魔法🪄 0x+0y+0z+1w=R0x + 0y + 0z + 1w = \R0x+0y+0z+1w=R, 然后令(w=1w = 1w=1)这个式子写作 0x+0y+0z+1×(w为1)=10x + 0y + 0z + 1\times(w 为 1) = 10x+0y+0z+1×(w为1)=1

矩阵

😓草稿,很多错误例如(多项式一元方程组) 应为 多元一次方程组---多项式

忽略 页面顶部的"行列式",瞎写的草稿,作者本人已经 6年 没碰线性代数了, 早就忘了什么乱七八糟的概念。只是记得一些 形式化的东西和定义 , 例如 等号两边加同样的东西,等号仍然成立。

相关推荐
通信小呆呆3 天前
当算法有了“五感”:多模态数据融合如何向人体感官协同学习?
人工智能·学习·算法·机器学习·机器人
Bobolink_3 天前
TikTok矩阵账号如何批量养号?工作室级运营方案分享
矩阵·内容运营·跨境电商·tik tok·账号运营
H__Rick3 天前
自动对焦学习-3
人工智能·学习·计算机视觉
Daisy Lee3 天前
量化学习-第1章-什么是量化金融
学习·金融·datawhale
Alsn863 天前
等待学习-学习目录:Docker 容器安全攻防
学习·安全·docker
YM52e3 天前
买菜计算器小应用 - HarmonyOS ArkUI 开发实战-PC版本
学习·华为·harmonyos·鸿蒙·鸿蒙系统
小雨下雨的雨3 天前
HarmonyOS ArkUI训练营入门-组件掌握系列-Animation 动画效果实现-PC版本
学习·华为·harmonyos·鸿蒙
cqbzcsq4 天前
CellFlow虚拟细胞论文阅读
论文阅读·人工智能·笔记·学习·生物信息
H178535090964 天前
SolidWorks第四部分_直接实体建模特征9_替换面原理
线性代数·算法·机器学习·3d建模·solidworks
YangYang9YangYan4 天前
2026初入职场学习数据分析的价值
学习·数据挖掘·数据分析