罗德里格斯旋转公式是一种在三维空间中进行旋转的方法,它使用一个向量和一个角度来表示旋转。这个向量是旋转轴,角度是围绕这个轴旋转的角度。
罗德里格斯旋转公式如下:
v_rot = v * cos(θ) + (k x v) * sin(θ) + k * (k . v) * (1 - cos(θ))
其中:
- v 是要旋转的向量
- θ 是旋转的角度
- k 是单位旋转轴
- x 表示向量叉乘
- . 表示向量点乘
这个公式的含义是,旋转后的向量 v_rot 是原向量 v 在旋转轴上的投影和垂直于旋转轴的部分的组合。原向量 v 在旋转轴上的投影不变,垂直于旋转轴的部分按照右手法则旋转 θ 角度。
这个公式可以直观地理解为三个部分的组合:
v * cos(θ):这是原向量 v 在旋转轴上的投影,它不会随着旋转而改变。
(k x v) * sin(θ):这是原向量 v 垂直于旋转轴的部分,它会在垂直于旋转轴的平面上旋转 θ 角度。这部分可以理解为原向量在垂直于旋转轴的平面上的“影子”,这个“影子”会随着旋转轴的旋转而旋转。
k * (k . v) * (1 - cos(θ)):这是原向量 v 在旋转轴上的投影与旋转轴的差,它表示旋转轴在旋转过程中对原向量的“拉扯”或“推动”。
所以,罗德里格斯旋转公式可以直观地理解为:旋转后的向量是原向量在旋转轴上的不变部分,加上原向量在垂直于旋转轴的平面上的旋转部分,再加上旋转轴在旋转过程中对原向量的“拉扯”或“推动”。