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GAMES101 Lecture 02 Review of Linear Algebra

本节主要是对向量和矩阵的运算进行回顾,相对简单,有基础的朋友可以跳过.

向量的点乘#

可以判断向量前与后的信息

  • 点乘 > 0 同方向
  • 点乘 < 0 反方向

向量的叉乘#

输入两个向量,输出一个同时垂直与这两个向量的新向量

如何判断新向量的方向?

右手螺旋定则

a×b=c 四指从a的方向向b的方向握紧,大拇指指向的就是c的方向

如何判断两个向量的左右关系? a×b得到结果是和z轴同向,是正的,说明b在a的左侧

如何判断一个点是否落在三角形内部?(做光栅化,给三角形内部的像素着色需要用到) AB×AP > 0 说明P在AB左侧 BC×BP > 0 说明P在BC左侧 CA×CP > 0 说明P在CA左侧 说明点P落在三角形ABC内部

如果三边结果都是同一侧则就说明在三角形内部

矩阵#

矩阵的乘积#

首先两个矩阵必须要可以相乘

(M x N)(N x P) = (M x P)

第一个矩阵的列==第二个矩阵的行。才能相乘

如:

  • 第一个矩阵M行N列
  • 第二个矩阵N行P列
  • 得到M行P列的新矩阵

新矩阵a行b列的元素怎么得出来呢?
第一个矩阵a行和第二个矩阵b列做点积运算

矩阵的性质#

矩阵乘向量#

矩阵的转置#

单位矩阵、矩阵的逆#

向量的点乘、叉乘(矩阵形式)#

向量的点乘(矩阵形式)(见下图) 向量的叉乘(矩阵形式)

将a向量重新组织,变为A这个矩阵,A这个矩阵叫a向量的反对称矩阵(Skew-Symmetric Matrix)

(为什么PPT中写的是DualMatrix(对偶矩阵?)呢?

此处的“对偶”并非线性代数中“对偶空间”的标准定义,而是强调向量与叉乘矩阵的等价性。叉乘矩阵可视为向量的一种“对偶表示”,使得几何操作(如旋转)可通过矩阵运算实现。计算机图形学中,这种术语是约定俗成的,目的是直观表达向量与矩阵形式的对应关系)

GAMES101 Lecture 02 Review of Linear Algebra
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作者
Eureka
发布于
2026-03-17
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0