3D数学:研究在3D几何世界中的数学问题。被广泛的应用于使用计算机来模拟3D世界的领域,比如图形学,游戏,虚拟现实和动画等。
为什么要学习3D数学:掌握了3D数学的知识之后,将来学习图形学、游戏制作都有很大的帮助。
1D
3D:three dimensions,立体空间。
1D:关于计数和度量的数学。
数学上,数轴是个一维的图,整数作为特殊的点均匀地分布在一条线上。数轴是一条规定了原点、方向和单位长度的直线。
2D
2D:关于平面的数学。
数学上,相交的两条直线可以确定一个唯一的平面。相交于原点的两条数轴,构成了平面放射坐标系。
如果两条数轴上的度量单位相等,则称此放射坐标系为笛卡尔坐标系。
数轴互相垂直的笛卡尔坐标系,称为笛卡尔直角坐标系。
否则称为笛卡尔斜角坐标系。
在2D笛卡尔坐标系中,我们用(x,y)来表示一个点。称之为坐标。
坐标的每个分量都表明了该点与原点之间的距离和方位。每个分量都是到相应轴的有符号距离。
3D
3D:关于3D空间的数学。
从2D扩展到3D:相对于2D笛卡尔坐标系,我们需要3个轴来表示三维坐标系,一般叫做空间直角坐标系。
第3个轴一般被称为z轴。一般情况下,3个轴互相垂直。
任意2个轴可以组成一个平面,我们一般称为XY平面,XZ平面,YZ平面,每个平面又与另一个轴相垂直。我们可以认为这3个平面是3个2D笛卡尔空间。
在3D中,我们用(x,y,z)来表示一个点。坐标的每个分量分别代表了该点到yz,xz,xy平面的有符号距离。
左手坐标系与右手坐标系
z轴方向的确定有2种方式:左手坐标系与右手坐标系。
左手坐标系:伸开左手,大拇指指向X轴正方向,食指指向Y轴正方向,其他三个手指指向Z轴正方向。
右手坐标系:伸开右手,大拇指指向X轴正方向,食指指向Y轴正方向,其他三个手指指向Z轴正方向。