(Modeling) 模型变换(如摄像机运动、关节运动的 FK、IK等)。

(Viewing) 视图变换(如光栅化成像、3D → 2D 等投影变换)。

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IK (Inverse Kinematics) 反向动力学:通过关节末端计算关节的运动

一、2D 笛卡尔变换

2D 缩放

$$ \boldsymbol S_{s_x, s_y} = \begin{bmatrix} s_x & 0 \\ 0 & s_y \end{bmatrix} $$

Non-Uniform 非等比例的。

对称操作:负的比例系数。

2D 切变

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考虑到 $y = 0$ 的地方 $x$ 不做变化,$y \ge 0$ 的地方 $x$ 相应做了 $x' = x + ay$ 的偏移。

$$ \boldsymbol T_{a} = \begin{bmatrix} 1 & a \\ 0 & 1 \end{bmatrix} $$

2D 旋转

找 x 轴和 y 轴上面的点 $(1, 0), (0, 1)$ 进行旋转,然后借助线性性质就得到所有的了。

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$$ \boldsymbol R_{\theta} = \begin{bmatrix} \cos \theta & -\sin \theta \\ \sin \theta & \cos \theta \end{bmatrix} $$

另,该操作的逆操作如下:

$$ (\boldsymbol R_{\theta})^{-1} = \boldsymbol R_{(-\theta)} = \begin{bmatrix} \cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{bmatrix} = (\boldsymbol R_{\theta})^{\rm T} $$

发现它和转置相同,是正交矩阵。