Files
apt-nl-map/static/Magic4/js/three.js-dev/docs/api/zh/math/Matrix4.html
2024-12-04 10:21:04 +08:00

395 lines
15 KiB
HTML
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
<meta charset="utf-8" />
<base href="../../../" />
<script src="page.js"></script>
<link type="text/css" rel="stylesheet" href="page.css" />
</head>
<body>
<h1>四维矩阵([name]</h1>
<p class="desc">
表示为一个 4x4 [link:https://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_(mathematics) matrix].<br /><br />
在3D计算机图形学中4x4矩阵最常用的用法是作为一个变换矩阵[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Transformation_matrix Transformation Matrix]。
有关WebGL中使用的变换矩阵的介绍请参阅本教程[link:http://www.opengl-tutorial.org/beginners-tutorials/tutorial-3-matrices this tutorial]。<br /><br />
这使得表示三维空间中的一个点的向量[page:Vector3]通过乘以矩阵来进行转换,如平移、旋转、剪切、缩放、反射、正交或透视投影等。这就是把矩阵<em>应用</em>到向量上。<br /><br />
任何3D物体[page:Object3D]都有三个关联的矩阵:
<ul>
<li>
[page:Object3D.matrix]: 存储物体的本地变换。 这是对象相对于其父对象的变换。
</li>
<li>
[page:Object3D.matrixWorld]: 对象的全局或世界变换。如果对象没有父对象,那么这与存储在矩阵[page:Object3D.matrix matrix]中的本地变换相同。
</li>
<li>
[page:Object3D.modelViewMatrix]: 表示对象相坐标相对于摄像机空间坐标转换,
一个对象的 modelViewMatrix 是物体世界变换矩阵乘以摄像机相对于世界空间变换矩阵的逆矩阵。
</li>
</ul>
摄像机[page:Camera Cameras] 有两个额外的四维矩阵:
<ul>
<li>
[page:Camera.matrixWorldInverse]: 视矩阵 - 摄像机世界坐标变换的逆矩阵。
</li>
<li>
[page:Camera.projectionMatrix]: 表示将场景中的信息投影到裁剪空间。
</li>
</ul>
注意:物体的正规矩阵 [page:Object3D.normalMatrix] 并不是一个4维矩阵而是一个三维矩阵[page:Matrix3]。
</p>
<h2>注意行优先列优先的顺序。</h2>
<p>
设置[page:set]()方法参数采用行优先[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Row-_and_column-major_order#Column-major_order row-major]
而它们在内部是用列优先[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Row-_and_column-major_order column-major]顺序存储在数组当中。<br /><br />
这意味着
<code>
const m = new THREE.Matrix4();
m.set( 11, 12, 13, 14,
21, 22, 23, 24,
31, 32, 33, 34,
41, 42, 43, 44 );
</code>
元素数组[page:.elements elements]将存储为:
<code>
m.elements = [ 11, 21, 31, 41,
12, 22, 32, 42,
13, 23, 33, 43,
14, 24, 34, 44 ];
</code>
在内部,所有的计算都是使用列优先顺序进行的。然而,由于实际的排序在数学上没有什么不同,
而且大多数人习惯于以行优先顺序考虑矩阵所以three.js文档以行为主的顺序显示矩阵。
请记住,如果您正在阅读源代码,您必须对这里列出的任何矩阵进行转置[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Transpose transpose],以理解计算。
</p>
<h2>Extracting position, rotation and scale</h2>
<p>
There are several options available for extracting position, rotation and scale from a Matrix4.
<ul>
<li>
[page:Vector3.setFromMatrixPosition]: can be used to extract the translation component.
</li>
<li>
[page:Vector3.setFromMatrixScale]: can be used to extract the scale component.
</li>
<li>
[page:Quaternion.setFromRotationMatrix], [page:Euler.setFromRotationMatrix] or [page:.extractRotation extractRotation] can be used to extract the rotation component.
</li>
<li>
[page:.decompose decompose] can be used to extract position, rotation and scale all at once.
</li>
</ul>
</p>
<h2>构造器Constructor</h2>
<h3>[name]()</h3>
<p>
创建并初始化一个4X4的单位矩阵[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Identity_matrix identity matrix].
</p>
<h2>属性Properties</h2>
<h3>[property:Array elements]</h3>
<p>
矩阵列优先[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Row-_and_column-major_order column-major]列表。
</p>
<h2>方法Methods</h2>
<h3>[method:Matrix4 clone]()</h3>
<p>创建一个新的矩阵,元素[page:.elements elements]与该矩阵相同。</p>
<h3>[method:this compose]( [param:Vector3 position], [param:Quaternion quaternion], [param:Vector3 scale] )</h3>
<p>
设置将该对象位置 [page:Vector3 position],四元数[page:Quaternion quaternion] 和 缩放[page:Vector3 scale] 组合变换的矩阵。
</p>
<h3>[method:this copy]( [param:Matrix4 m] )</h3>
<p>将矩阵[page:Matrix3 m]的元素[page:.elements elements]复制到当前矩阵中。</p>
<h3>[method:this copyPosition]( [param:Matrix4 m] )</h3>
<p>
将给定矩阵[param:Matrix4 m] 的平移分量拷贝到当前矩阵中。
</p>
<h3>[method:null decompose]( [param:Vector3 position], [param:Quaternion quaternion], [param:Vector3 scale] )</h3>
<p>
将矩阵分解到给定的平移[page:Vector3 position] ,旋转 [page:Quaternion quaternion],缩放[page:Vector3 scale]分量中。<br/><br/>
Note: Not all matrices are decomposable in this way. For example, if an object has a non-uniformly scaled parent, then the object's world matrix may not be decomposable, and this method may not be appropriate.
</p>
<h3>[method:Float determinant]()</h3>
<p>
计算并返回矩阵的行列式[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Determinant determinant] 。<br /><br />
基于这个的方法概述[link:http://www.euclideanspace.com/maths/algebra/matrix/functions/inverse/fourD/index.htm here]。
</p>
<h3>[method:Boolean equals]( [param:Matrix4 m] )</h3>
<p>如果矩阵[page:Matrix3 m] 与当前矩阵所有对应元素相同则返回true。</p>
<h3>[method:this extractBasis]( [param:Vector3 xAxis], [param:Vector3 yAxis], [param:Vector3 zAxis] )</h3>
<p>
将矩阵的基向量[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Basis_(linear_algebra) basis]提取到指定的3个轴向量中。
如果矩阵如下:
<code>
a, b, c, d,
e, f, g, h,
i, j, k, l,
m, n, o, p
</code>
然后x轴y轴z轴被设为
<code>
xAxis = (a, e, i)
yAxis = (b, f, j)
zAxis = (c, g, k)
</code>
</p>
<h3>[method:this extractRotation]( [param:Matrix4 m] )</h3>
<p>
将给定矩阵[page:Matrix4 m]的旋转分量提取到该矩阵的旋转分量中。
</p>
<h3>[method:this fromArray]( [param:Array array], [param:Integer offset] )</h3>
<p>
[page:Array array] - 用来存储设置元素数据的数组<br />
[page:Integer offset] - (可选参数) 数组的偏移量,默认值为 0。<br /><br />
使用基于列优先格式[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Row-_and_column-major_order#Column-major_order column-major]的数组来设置该矩阵。
</p>
<h3>[method:this invert]()</h3>
<p>
Inverts this matrix, using the [link:https://en.wikipedia.org/wiki/Invertible_matrix#Analytic_solution analytic method].
You can not invert with a determinant of zero. If you attempt this, the method produces a zero matrix instead.
</p>
<h3>[method:Float getMaxScaleOnAxis]()</h3>
<p>获取3个轴方向的最大缩放值。</p>
<h3>[method:this identity]()</h3>
<p>将当前矩阵重置为单位矩阵[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Identity_matrix identity matrix]。</p>
<h3>[method:this lookAt]( [param:Vector3 eye], [param:Vector3 center], [param:Vector3 up], )</h3>
<p>
构造一个旋转矩阵,从[page:Vector3 eye] 指向 [page:Vector3 center],由向量 [param:Vector3 up] 定向。
<!-- Constructs a rotation matrix, looking from [page:Vector3 eye] towards [page:Vector3 center]
oriented by the [page:Vector3 up] vector.-->
</p>
<h3>[method:this makeRotationAxis]( [param:Vector3 axis], [param:Float theta] )</h3>
<p>
[page:Vector3 axis] — 旋转轴,需要被归一化。<br />
[page:Float theta] — 旋转量(弧度)。<br /><br />
设置当前矩阵为围绕轴 [page:Vector3 axis] 旋转量为 [page:Float theta]弧度。<br />
这是一种有点争议但在数学上可以替代通过四元数[page:Quaternions]旋转的办法。 请参阅此处[link:https://www.gamedev.net/articles/programming/math-and-physics/do-we-really-need-quaternions-r1199 here]的讨论。
</p>
<h3>[method:this makeBasis]( [param:Vector3 xAxis], [param:Vector3 yAxis], [param:Vector3 zAxis] )</h3>
<p>
通过给定的三个向量设置该矩阵为基矩阵[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Basis_(linear_algebra) basis]
<code>
xAxis.x, yAxis.x, zAxis.x, 0,
xAxis.y, yAxis.y, zAxis.y, 0,
xAxis.z, yAxis.z, zAxis.z, 0,
0, 0, 0, 1
</code>
</p>
<h3>[method:this makePerspective]( [param:Float left], [param:Float right], [param:Float top], [param:Float bottom], [param:Float near], [param:Float far] )</h3>
<p>
创建一个透视投影矩阵[link:https://en.wikipedia.org/wiki/3D_projection#Perspective_projection perspective projection]。
在引擎内部由[page:PerspectiveCamera.updateProjectionMatrix]()使用。
</p>
<h3>[method:this makeOrthographic]( [param:Float left], [param:Float right], [param:Float top], [param:Float bottom], [param:Float near], [param:Float far] )</h3>
<p>
创建一个正交投影矩阵[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Orthographic_projection orthographic projection]。
在引擎内部由[page:OrthographicCamera.updateProjectionMatrix]()使用。
</p>
<h3>[method:this makeRotationFromEuler]( [param:Euler euler] )</h3>
<p>
将传入的欧拉角转换为该矩阵的旋转分量(左上角的3x3矩阵)。
矩阵的其余部分被设为单位矩阵。根据欧拉角[page:Euler euler]的旋转顺序[page:Euler.order order],总共有六种可能的结果。
详细信息,请参阅本页[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Euler_angles#Rotation_matrix this page]。
</p>
<h3>[method:this makeRotationFromQuaternion]( [param:Quaternion q] )</h3>
<p>
将这个矩阵的旋转分量设置为四元数[page:Quaternion q]指定的旋转,如下链接所诉[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix#Quaternion here]。
矩阵的其余部分被设为单位矩阵。因此,给定四元数[page:Quaternion q] = w + xi + yj + zk得到的矩阵为:
<code>
1-2y²-2z² 2xy-2zw 2xz+2yw 0
2xy+2zw 1-2x²-2z² 2yz-2xw 0
2xz-2yw 2yz+2xw 1-2x²-2y² 0
0 0 0 1
</code>
</p>
<h3>[method:this makeRotationX]( [param:Float theta] )</h3>
<p>
[page:Float theta] — Rotation angle in radians.<br /><br />
把该矩阵设置为绕x轴旋转弧度[page:Float theta] (&theta;)大小的矩阵。
结果如下:
<code>
1 0 0 0
0 cos(&theta;) -sin(&theta;) 0
0 sin(&theta;) cos(&theta;) 0
0 0 0 1
</code>
</p>
<h3>[method:this makeRotationY]( [param:Float theta] )</h3>
<p>
[page:Float theta] — Rotation angle in radians.<br /><br />
把该矩阵设置为绕Y轴旋转弧度[page:Float theta] (&theta;)大小的矩阵。
结果如下:
<code>
cos(&theta;) 0 sin(&theta;) 0
0 1 0 0
-sin(&theta;) 0 cos(&theta;) 0
0 0 0 1
</code>
</p>
<h3>[method:this makeRotationZ]( [param:Float theta] )</h3>
<p>
[page:Float theta] — Rotation angle in radians.<br /><br />
把该矩阵设置为绕z轴旋转弧度[page:Float theta] (&theta;)大小的矩阵。
结果如下:
<code>
cos(&theta;) -sin(&theta;) 0 0
sin(&theta;) cos(&theta;) 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
</code>
</p>
<h3>[method:this makeScale]( [param:Float x], [param:Float y], [param:Float z] )</h3>
<p>
[page:Float x] - 在X轴方向的缩放比。<br />
[page:Float y] - 在Y轴方向的缩放比。<br />
[page:Float z] - 在Z轴方向的缩放比。<br /><br />
将这个矩阵设置为缩放变换:
<code>
x, 0, 0, 0,
0, y, 0, 0,
0, 0, z, 0,
0, 0, 0, 1
</code>
</p>
<h3>[method:this makeShear]( [param:Float x], [param:Float y], [param:Float z] )</h3>
<p>
[page:Float x] - 在X轴上剪切的量。<br />
[page:Float y] - 在Y轴上剪切的量。<br />
[page:Float z] - 在Z轴上剪切的量。<br /><br />
将此矩阵设置为剪切变换:
<code>
1, y, z, 0,
x, 1, z, 0,
x, y, 1, 0,
0, 0, 0, 1
</code>
</p>
<h3>[method:this makeTranslation]( [param:Float x], [param:Float y], [param:Float z] )</h3>
<p>
[page:Float x] - 在X轴上的平移量。<br />
[page:Float y] - 在Y轴上的平移量。<br />
[page:Float z] - 在Z轴上的平移量。<br /><br />
设置该矩阵为平移变换:
<code>
1, 0, 0, x,
0, 1, 0, y,
0, 0, 1, z,
0, 0, 0, 1
</code>
</p>
<h3>[method:this multiply]( [param:Matrix4 m] )</h3>
<p>将当前矩阵乘以矩阵[page:Matrix4 m]。</p>
<h3>[method:this multiplyMatrices]( [param:Matrix4 a], [param:Matrix4 b] )</h3>
<p>设置当前矩阵为矩阵[page:Matrix4 a] x 矩阵[page:Matrix4 b]。</p>
<h3>[method:this multiplyScalar]( [param:Float s] )</h3>
<p>当前矩阵所有的元素乘以该缩放值*s*</p>
<h3>[method:this premultiply]( [param:Matrix4 m] )</h3>
<p>将矩阵[page:Matrix4 m]乘以当前矩阵。</p>
<h3>[method:this scale]( [param:Vector3 v] )</h3>
<p>将该矩阵的列向量乘以对应向量[page:Vector3 v]的分量。</p>
<h3>[method:this set]( [param:Float n11], [param:Float n12], [param:Float n13], [param:Float n14], [param:Float n21], [param:Float n22], [param:Float n23], [param:Float n24], [param:Float n31], [param:Float n32], [param:Float n33], [param:Float n34], [param:Float n41], [param:Float n42], [param:Float n43], [param:Float n44] )</h3>
<p>
以行优先的格式将传入的数值设置给该矩阵中的元素[page:.elements elements]。
</p>
<h3>[method:this setFromMatrix3]( [param:Matrix3 m] )</h3>
<p>Set the upper 3x3 elements of this matrix to the values of the Matrix3 [page:Matrix3 m].</p>
<h3>[method:this setPosition]( [param:Vector3 v] )</h3>
<h3>[method:this setPosition]( [param:Float x], [param:Float y], [param:Float z] ) // optional API</h3>
<p>
取传入参数[param:Vector3 v]中值设置该矩阵的位置分量,不影响该矩阵的其余部分——即,如果该矩阵当前为:
<code>
a, b, c, d,
e, f, g, h,
i, j, k, l,
m, n, o, p
</code>
变成:
<code>
a, b, c, v.x,
e, f, g, v.y,
i, j, k, v.z,
m, n, o, p
</code>
</p>
<h3>[method:Array toArray]( [param:Array array], [param:Integer offset] )</h3>
<p>
[page:Array array] - (可选参数) 存储矩阵元素的数组,如果未指定会创建一个新的数组。<br />
[page:Integer offset] - (可选参数) 存放矩阵元素数组的偏移量。<br /><br />
使用列优先[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Row-_and_column-major_order#Column-major_order column-major]格式将此矩阵的元素写入数组中。
</p>
<h3>[method:this transpose]()</h3>
<p>将该矩阵转置[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Transpose Transposes]。</p>
<h2>源码Source</h2>
<p>
[link:https://github.com/mrdoob/three.js/blob/master/src/[path].js src/[path].js]
</p>
</body>
</html>