- 坐标系
- 坐标系分类
- 类型:
- 3D 坐标系
- 多坐标系
- 坐标系分类
坐标系
物体在平面中或立体空间中变换自己的方位和位置的一种参考。
坐标系分类
根据不同的研究方向选择不同的参考方式
类型:
1、线性坐标系:
用来描述计数关系,研究实数的计数关系
我们称线性坐标系为1D数学坐标系
2、笛卡尔2D坐标系:
用于研究2D平面定位坐标系
我们在 1D 数学坐标系上给出来一个虚数得到了 2D 坐标系
虚数部分指的就是Y轴
我们利用两条直线相交得到了一个点;
3、笛卡尔3D坐标系:
用于研究物体在世界中的朝向和方位定位的参考
在2D坐标系基础上追加一个虚数产生空间纵深
虚数部分指的就是Z轴
在x y平面,x z平面和y z平面各取一个点让这三个点在空间中垂直于自己的平面,他们会产生聚焦关系,得到立体空间的点;
学习重点:
2D坐标系
为了表达我们的UI(用户操作界面)和2D小游戏的开发
3D坐标系
用于表达真实世界的关系
3D 坐标系
根据我们的研究方向的不同我们将3D坐标系分为两派系
派系
数学研究派系
采用右手坐标系
右手大拇指指的左侧正方向,食指指的你的上正方向,中指指的你的纵深正方向;
主要是在线性数学中的表达
实用研究派系
采用左手坐标系
Y轴正方向朝上,X轴正方向朝右,Z轴正方向朝屏幕里
主要应用在计算机图形渲染科学和物理仿真表达上
两个派系感觉上有不同,但是实际研究结果是一致的,没有什么好坏之分,当你使用数学思想时请使用右手坐标系,方便计算。计算科学时请左手坐标系,方便你写代码
多坐标系
坐标的研究是需要参考的,在现实中是没有绝对坐标系的,只能用一个巨大的范围来决定你是在这个空间中的绝对位置;
因为我们的参考是可以随时变化的,导致我们的方向和位置也会相对的变化,那么我们为了统一计算所以提出了多坐标系关系
世界坐标系
他是一个特殊坐标系,他的建立是为了描述其他坐标系的参考所需的框架;
我们可以在世界坐标系中描述其他坐标系的准确位置
物体/自身坐标系
他是一个特定物体意义的坐标系,这种坐标系对于每个物体来说他都是自己独立存在的,相互没有关系;
当物体发生位置、旋转的操作后他会随之改变。唯独缩放于他无关。
摄像机坐标系
为观察者提供观察范围和观察的方向
摄像机坐标系是观察者,所以他的观察是镜像的;
对于摄像机来说一切的方向都是相对于摄像机来说的
左下(0, 0), 右上(1, 1)
惯性坐标系
为了简化世界坐标系到物体坐标系的转换,我们引入“惯性坐标系”
惯性坐标系和物体坐标系的原点是重合的,但是惯性坐标系的轴是和世界坐标系平行;
物体坐标系转换成惯性坐标系只需要旋转,惯性转到世界只需要平移,惯性坐标系就是将物体和世界坐标系的处理分开处理的一种坐标系,让坐标系变换变的更加简单;
屏幕坐标系
左下(0, 0),右上(Screen.width, Screen.height)
GUI坐标系
左上(0,0),右下(Screen.width, Screen.height)
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