教案二圖形的空間移動(dòng)三維圖形的變換和旋轉(zhuǎn)

教案二-圖形的空間移動(dòng)三維圖形的變換和旋轉(zhuǎn)隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)圖形的應(yīng)用越來越廣泛，三維效果的應(yīng)用越來越多，三維圖形的變換和旋轉(zhuǎn)越來越成為三維圖形設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要技術(shù)和手段。而掌握如何進(jìn)行三維圖形的變換和旋轉(zhuǎn)也成為人們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。本文將介紹三維圖形的變換和旋轉(zhuǎn)，從中幫助讀者更好地理解添加3D效果，并進(jìn)行三維圖形應(yīng)用的操作方法。一、三維圖形的變換三維圖形變換是指通過平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等操作改變?nèi)S圖形的形狀和位置，從而達(dá)到多個(gè)圖形的組合效果。三維圖形變換分為基于點(diǎn)的變換和基于面的變換?；邳c(diǎn)的變換是在三維圖形的每一個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行，一般用于簡單的變換；基于面的變換則是在三維圖形的面上進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的變換。平移變換平移變換是常見的三維圖形變換之一，是將對(duì)象在直線上平移的過程。平移變換可以通過改變對(duì)象的x、y、z坐標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。比如我們要將一個(gè)物體向左平移2個(gè)單位，向上平移3個(gè)單位，那么它的新坐標(biāo)就是(x-2,y+3,z)。旋轉(zhuǎn)變換旋轉(zhuǎn)變換是指在三維空間中將物體以一個(gè)中心點(diǎn)為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)變換包括繞x軸（橫向旋轉(zhuǎn)）、繞y軸（縱向旋轉(zhuǎn)）和繞z軸（垂直旋轉(zhuǎn)）三種類型。不同的旋轉(zhuǎn)方式可以實(shí)現(xiàn)不同的旋轉(zhuǎn)效果，從而在三維空間中創(chuàng)造出更多豐富、生動(dòng)的效果?？s放變換縮放變換是改變?nèi)S物體的大小，可以通過修改物體的坐標(biāo)、長度、高度等屬性來實(shí)現(xiàn)?？s放變換可以方便地調(diào)整物體的大小，使其符合實(shí)際需要。二、三維圖形的旋轉(zhuǎn)三維圖形的旋轉(zhuǎn)是指在三維空間中的物體沿一個(gè)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。與平移變換不同的是，旋轉(zhuǎn)變換不會(huì)改變?nèi)S物體的形狀和大小，而只是改變了它在空間中的方向。繞x軸旋轉(zhuǎn)繞x軸旋轉(zhuǎn)是指以x軸為中心軸，將物體沿著x軸旋轉(zhuǎn)。按照右手規(guī)則，opencv中認(rèn)為：y軸向上是正方向，z軸向外是正方向。如圖所示：繞x軸旋轉(zhuǎn)的變換公式如下：變換前的點(diǎn)(x,y,z)在以x軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，變換后的點(diǎn)坐標(biāo)(x,y1,z1)與變換前的點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：x=x;y1=y*cos(θ)-z*sin(θ);z1=y*sin(θ)+z*cos(θ);繞x軸旋轉(zhuǎn)的java代碼實(shí)現(xiàn)如下：Matrix.setIdentityM(mCurrentMatrix,0);Matrix.rotateM(mCurrentMatrix,0,angle,1,0,0);繞y軸旋轉(zhuǎn)繞y軸旋轉(zhuǎn)是指以y軸為中心軸，將物體沿著y軸旋轉(zhuǎn)。按照右手規(guī)則，opencv中認(rèn)為：z軸向外是正方向，x軸向右是正方向。如圖所示：繞y軸旋轉(zhuǎn)的變換公式如下：變換前的點(diǎn)(x,y,z)在以y軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，變換后的點(diǎn)坐標(biāo)(x1,y,z1)與變換前的點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：x1=x*cos(θ)+z*sin(θ);y=y;z1=-x*sin(θ)+z*cos(θ);繞y軸旋轉(zhuǎn)的java代碼實(shí)現(xiàn)如下：Matrix.setIdentityM(mCurrentMatrix,0);Matrix.rotateM(mCurrentMatrix,0,angle,0,1,0);繞z軸旋轉(zhuǎn)繞z軸旋轉(zhuǎn)是指以z軸為中心軸，將物體沿著z軸旋轉(zhuǎn)。按照右手規(guī)則，opencv中認(rèn)為：x軸向右是正方向，y軸向上是正方向。如圖所示：繞z軸旋轉(zhuǎn)的變換公式如下：變換前的點(diǎn)(x,y,z)在以z軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，變換后的點(diǎn)坐標(biāo)(x1,y1,z)與變換前的點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：x1=x*cos(θ)-y*sin(θ);y1=x*sin(θ)+y*cos(θ);z=z;繞z軸旋轉(zhuǎn)的java代碼實(shí)現(xiàn)如下：Matrix.setIdentityM(mCurrentMatrix,0);Matrix.rotateM(mCurrentMatrix,0,angle,0,0,1);總結(jié)通過本文的介紹，我們了解到了三維圖形的變換和旋轉(zhuǎn)的基本概念和方法。三維圖形的變換和旋轉(zhuǎn)是三維圖形設(shè)計(jì)中不可或缺的技能和工具，是實(shí)現(xiàn)更加