《3D数学基础:图形与游戏开发》读书笔记

本文是《3D数学基础:图形与游戏开发》的读书笔记,涵盖了3D坐标系、向量、矩阵、变换等核心概念。介绍了3D坐标系的左手系与右手系的区别,以及如何进行坐标系之间的转换。讨论了惯性坐标系、嵌套坐标系在简化3D变换中的作用。此外,详细阐述了向量的点乘、叉乘,矩阵的转置、乘法及其在3D图形中的应用,如线性变换、仿射变换、正交变换和刚体变换。还探讨了齐次坐标系的重要性,特别是在实现平移和透视投影中的作用。

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1.计算机图形学第一准则:近似原则如果她看上去是对的它就是对的。

2.3D坐标系有两种,左手系和右手系,相同类型的坐标系可以通过旋转来重合,但左手系和右手系之间不可以。左右手坐标系转化可以通过翻转一个轴的符号来进行。DX左手系,OGL右手系,3dmax右手系,Unity左手系。

3.惯性坐标系:为了简化世界坐标系到物体坐标系的转化,是世界坐标系和物体坐标系转化的中间过程。惯性坐标系原点与物体坐标系原点重合,轴与世界坐标系平行。从物体坐标系转化到惯性坐标系只需要旋转,从惯性坐标系转化到世界坐标系只需要平移。

4.嵌套坐标系,将运动按照坐标系拆分,找到最合适表示的坐标系,复杂的运动就可以变成线性变换工具可以表示的简单运动。

5.零向量是唯一的没

有方向的向量。零向量不是点,仅仅表示没有位移。不能被标准化。

6.三角形法则:[1,-3,4]可以拆分到三个与轴平行的向量:[1,0,0],[0,-3,0],[0,0,4]。

7.向量点乘的几何解释:点乘结果描述了两个向量的“相似”程度,点乘结果越大,两向量越相近。a`b = ||a|| ||b||cosθ;如果是单位向量就直接表示夹角的cosθ;如果只是判断方向,与大小无关,可以只看点乘结果的正负,0垂直,>0方向基本相同,<0方向基本相反。

8.从点a到点b的向量AB向量可以看成是向量的减

本人资源全部免费,更多资源请查看我的上传资源 ====================================================== 书 名:3D数学基础图形游戏开发 作 者:[美] 邓恩(Dunn F.),[美] 帕贝利(Parberry I.) 著;史银雪,陈洪,王荣静 译 出 版 社: 清华大学出版社 出版时间:2005-07-01 ISBN:9787302109464 纸书页数:380页 定 价:¥ 42.00 内容简介:《3D数学基础图形游戏开发》专业培训机构指定教学参考书,多家游戏开发企业共同推荐,游戏业界,探索游戏开发背后的核心秘密。《3D数学基础图形游戏开发》主要介绍了基本的3D数学概念,这对电脑游戏开发人员和编程人员来说尤为重要。作者详尽地讨论了数学理论,并在必要时提供几何说明,帮助读者形成直观的3D感。书中还提供了将理论应用于实践的C++类,并且在每章结尾处提供练习。《3D数学基础图形游戏开发》介绍了基础概念,如向量、坐标空间、矩阵、变换、欧拉角、齐次坐标空间、几何图元、相交性检测和三角网格。 作者简介:Fletcher Dunn,是著名游戏开发公司Terminal Reality的主要开发人员,所参开发的游戏包括《4×4DVO 2)、《夜曲》(Noturne),并且是《吸血莱恩》(BloodRayne)的主要负责人。他所开发的游戏遍及家用PC机的Windows、Machintosh、Dreamcast、PSⅡ、Xbox和GameCube几种主流平台。   Ian Parberry,是北德克萨斯大学计算机科学系的教授,在国际上被公认为是教授DirectX游戏开发的专家之一。 编辑推荐:《3D数学基础图形游戏开发》主要研究隐藏在3D几何世界背后的数学问题。涵盖了理论知识和C++实现代码。理论部分解释3D数学和几何之间的关系,列出的技巧公式可以当做参考手册以方便查找。实现部分演示了怎样用代码来实现这些理论概念。读者论论了3D中的方位,包括四元数和对不同表示技术之间的优劣比较。   描述了数学和几何的实际应用示例,提供了一些C++类和不同的矩阵类,每个类都完成特定的几何任务。   所有基本变换矩阵的完整来历。      专门用Python讲解计算机视觉编程 目录 第1章 简介 1.1 什么是3D数学 1.2 为什么选择本书 1.3 阅读本书需要的基础知识 1.4 概览 第2章 笛卡尔坐标系统 2.1 1D数学 2.2 2D笛卡尔数学 2.3 从2D到3D 2.4 练习 第3章 多坐标系 3.1 为什么要使用多坐标系 3.2 一些有用的坐标系 3.3 嵌套式坐标系 3.4 描述坐标系 3.5 坐标系转换 3.6 练习 第4章 向量 4.1 向量——数学定义 4.2 向量——几何定义 4.3 向量点 4.4 练习 第5章 向量运算 5.1 线性代数几何 5.2 符号约定 5.3 零向量 5.4 负向量 5.5 向量大小(长度或模) 5.6 标量向量的乘法 5.7 标准化向量 5.8 向量的加法和减法 5.9 距离公式 5.10 向量点乘 5.11 向量叉乘 5.12 线性代数公式 5.13 练习 第6章 3D向量类 …… 第7章 矩阵 第8章 矩阵和线性变换 第9章 矩阵的更多知识 第10章 3D中的方位角位移 第11章 C++实现 第12章 几何图元 第13章 几何检测 第14章 三角网络 第15章 图形数学 第16章 可见性检测 第17章 后记 附录A 简单的数学概念 附录B 参考文献
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