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三維座標轉換公式

三 維坐 標 轉 換公式通常涉及平移、旋 轉和尺度 變 換。一 種常 見的形式是:

\[ \begin{bmatrix} x' \\ y' \\ z' \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} \Delta X \\ \Delta Y \\ \Delta Z \end{bmatrix} + (1 + \lambda) \begin{bmatrix} x \\ y \\ z \end{bmatrix} + \lambda xyz \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{bmatrix} \]

這裡,\( \Delta X, \Delta Y, \Delta Z \) 是平移量,\( \lambda \) 是尺度因子,\( x, y, z \) 是原始坐 標,\( x', y', z' \) 是 轉 換 後的坐 標。 該公式考 慮了尺度的 變化以及坐 標之 間的非 線性 關係。

另一 種形式是使用旋 轉矩 陣 \( R \) 來表示坐 標旋 轉,其中 \( R \) 可以分解 為 三個基本的旋 轉矩 陣,分 別 繞 \( X, Y, Z \) 軸旋 轉:

\[ R = R_3 R_2 R_1 \]

這裡,\( R_1, R_2, R_3 \) 分 別 對 應 於 繞 \( Z, X, Y \) 軸的旋 轉。

此外, 布 爾莎公式是一 種常用的三 維坐 標 轉 換公式,它 包括了平移向量 \( \Delta X_0, \Delta Y_0, \Delta Z_0 \),尺度 變化 係數 \( dK \),以及旋 轉矩 陣 \( R(e) \):

\[ XT = \Delta X_0 + (1 + dK) R(e) X \]

這裡,\( XT \) 是 轉 換 後的坐 標,\( X \) 是原始坐 標,\( R(e) \) 是旋 轉矩 陣,\( dK \) 是尺度 變化 係數。

請注意, 這些公式可能需要根 據具 體的 套用 場景和 數 據 進行 適 當的 調整和 簡化。