矩阵旋转算法提高75%运算

最新推荐文章于 2024-05-23 06:00:00 发布

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#矩阵旋转优化

本文探讨了矩阵旋转的四种情况，包括绕X、Y、Z轴及任意轴旋转。针对常见绕XYZ轴的旋转，提出了优化策略：直接使用单位旋转矩阵字面量，避免不必要的乘法操作。通过预计算和展开矩阵乘法，显著减少了无效运算，提高了运算效率。

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矩阵旋转，有4种情况。

绕X轴旋转
绕Y轴旋转
绕Z轴旋转
绕任意轴旋转

首先，给出通常的算法。

typedef union
{
	float m[16];
	struct
	{
		float
		m0,  m1,  m2,  m3,
		m4,  m5,  m6,  m7,
		m8,  m9,  m10, m11,
		m12, m13, m14, m15;
	};
}
Matrix4;

static void MultiplyMM(Matrix4* left, Matrix4* right, Matrix4* outMatrix4)
{
    outMatrix4->m0  = left->m0 * right->m0  + left->m4 * right->m1  + left->m8  * right->m2  + left->m12 * right->m3;
    outMatrix4->m1  = left->m1 * right->m0  + left->m5 * right->m1  + left->m9  * right->m2  + left->m13 * right->m3;
    outMatrix4->m2  = left->m2 * right->m0  + left->m6 * right->m1  + left->m10 * right->m2  + left->m14 * right->m3;
    outMatrix4->m3  = left->m3 * right->m0  + left->m7 * right->m1  + left->m11 * right->m2  + left->m15 * right->m3;

    outMatrix4->m4  = left->m0 * right->m4  + left->m4 * right->m5  + left->m8  * right->m6  + left->m12 * right->m7;
    outMatrix4->m5  = left->m1 * right->m4  + left->m5 * right->m5  + left->m9  * right->m6  + left->m13 * right->m7;
    outMatrix4->m6  = left->m2 * right->m4  + left->m6 * right->m5  + left->m10 * right->m6  + left->m14 * right->m7;
    outMatrix4->m7  = left->m3 * right->m4  + left->