《Math for Programmers》笔记-第一部分 向量和图形——to do
第一部分 向量和图形
二维向量绘图
平面
扁平的二维空间称为平面,二维平面中的物体有两个维度,长度和宽度。
原点
为了描述点在平面中的位置,需要一个参考点,这个点称为原点。
二维向量
二维向量是平面上相对于原点的一个点,可以用两个信息表示一个二维向量:垂直位置和水平位置。
坐标轴
二维平面有两个坐标轴,互相垂直并相交于原点。X坐标轴为水平座标轴,Y坐标轴为垂直坐标轴。
有序数对(或者叫元组)
一般将二维坐标写成X坐标和Y坐标的的有序数对,称其为向量。
向量加法
给定两个输入向量,将它们的X坐标相加,得到一个新的X坐标,再将他们的Y坐标相加,得到一个新的Y坐标,就得到了原始向量的向量和。
首尾加法
箭头形式的向量加法有时被称为首尾加法。
x分量和y分量
把一个向量拆分成更小更多的向量,可以把某个向量看成指向X方向的向量与指向Y方向的向量和会更有意义,这两个向量会被成为x分量与y分量。
向量的长度
代表它箭头的长度,也就是从原点到它所表示的点的距离。
勾股定理
对于一个直角三角形,最长边的长度的平方是其余两条边的平方的和。
标量乘法
将向量乘以数的运算。
标量(scalar)
标量乘法中的数。
缩放
标量运算的效果是将向量按照给定的系数进行缩放。
向量减法
在向量v上减去向量w,等价于给向量v加上一个向量-w。
极坐标
由向量的长度和其与X轴正半轴的夹角组成的数对。
笛卡儿坐标
由两个向量组成的有序数对。
正切(tan)
给定一个角度,这个角度上的坐标都有一个固定的比值,这个比值叫作角的正切,正切函数写作tan。 角的正切等于垂直距离除以水平距离。
正弦(sin)
角的正弦等于垂直距离除以距离。 可以理解为 在此角的方向上每移动m个距离,就会垂直移动大约n个单位。
余弦(cos)
角的余弦等于水平距离除以距离。 可以理解为 在此角的方向上每移动m个距离,就会水平移动大约n个单位。
弧度(radian)
弧度是角度的度量单位,1弧度等于180/π个角度,约为57.296度。 可以把弧度看作一种比值:对于一个给定的角度,它的弧度值表明你已经绕过的半径数。
反正弦(asin)的反三角函数
可以接收sin(θ)的值并返回θ的值。结果并不准确,因为可能有其他的角度给出相同的正弦。
反余弦(acos)
可以接收cos(θ)的值并返回θ的值。结果并不准确,因为可能有其他的角度给出相同的余弦。 为了找到我们真正想要的θ的值,必须确保它的正弦和余弦与我们的期望值一致。
上升到三维世界
球坐标系
三维向量中可以用两个角度加一个长度来定位三维空间中任何向量。第一个角度是与X轴正半轴的夹角,第二个角度是与Z轴正半轴的夹角,然后是向量的长度。写作( Φ, θ, r)。
向量积
点积(也叫内积)
是对两个向量的运算,返回一个标量,给定两个向量u和v,那么u · v 的结果是实数。
u · v = u v cos(θ)
右手规则
法线