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BlueRose 2023-10-25 14:28:13 +08:00
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title: 四元数学习笔记
date: 2023-10-25 13:16:32
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tags:
rating: ⭐
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# 前言
推荐学习视频:
- [四元数的可视化](https://www.bilibili.com/video/BV1SW411y7W1/?spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_history.content.click&vd_source=d47c0bb42f9c72fd7d74562185cee290)
- [四元数和三维转动,可互动的探索式视频](https://www.bilibili.com/video/BV14Y4y1z7xW/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.1&vd_source=d47c0bb42f9c72fd7d74562185cee290)
另外作者还建立了一个四元数可视化网站: https://eater.net/quaternions ,点击里面的教学视频之后点击正方上的按钮就可以停止播放视频,并且可以手动操作四元数。
# 四元数
是一个四维数值系统用于描述三维空间关系。(现在主要用于描述旋转)
四元数的表达形式为:
$$q = w + xi + yj +zk$$
ijk可以分别理解为使用虚数来表示x、y、z3个轴的旋转值使用一个实数w作为Scale。
本身就可以理解为球形角度映射到一根轴上。举例假设在二维坐标轴中i,j即为x,y轴的坐标值。扩展到三维即i,j,k为x,y,z的坐标值。
## 四元数与旋转矩阵
图中的绿色、红色、蓝色部分分别是四元数的i j k的数据。
![800](https://cdn.jsdelivr.net/gh/blueroseslol/ImageBag@latest/ImageBag/Images/20231025141119.png)
# 计算规则
四元数可用一般分配率来计算,其虚部遵循以下规则:
$$i^2+j^2+k^2=-1$$
$$ij = -ji =k$$
$$jk=-ky=i$$
$$ki=-ik=j$$
# 旋转规则
以垂直关系依次旋转每个轴。
## 右手定理
>视频作者为了方便理解创建出的理论。当i的数值从0=>i时垂直于x轴的yz平面就会按照右手方向逆时针进行旋转。
PS.该定理是建立在使用左乘规则的基础上,如果使用右乘,就需要变成左手定理。
## 左乘规则
$$q \cdot p$$
可以看做为使用四元数q对点P进行了旋转。
所以四元数乘法不满足交换律。
$$q \cdot p \neq p \cdot q$$
右乘规则顺序相反。

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@ -23,6 +23,16 @@ e5a82-23d6f
465e8-03051
1d2fe-f3fdf
## github 图床 picgo 设置
blueroseslol/ImageBag
master
- 图床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
- Picgo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
ImageBag/Images/
https://cdn.jsdelivr.net/gh/blueroseslol/ImageBag@latest
## OMV6 网站路径
/var/www/openmediavault/
## Reality协议