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代数公式:
若表示为
,
表示为
则:
三维的情况:
c = a×b = (a.y*b.z-b.y*a.z , b.x*a.z-a.x*b.z , a.x*b.y-b.x*a.y)
模长:
叉积是一个向量,它的模定义为:
二维向量叉积模与行列式关系: a(x1,y1),b(x2,y2)
模长的几何意义:
其中θ为向量a和向量b的夹角,如下图所示,向量c的模即以a和b为两条边的平行四边形的面积。
c的方向定义为垂直于a和b所构成的平面,并且a,b和c构成右手螺旋定则,也就是右手四指方向从a转向b,大拇指即得到c方向。
性质:
- 叉积与两个初始向量正交
- 叉积的方向由右手螺旋定则确定
- 不满足交换律,axb=-bxa
- 两个非零向量a和b平行, |a × b| = |a| × |b| × sin0° = 0,叉乘结果是零向量。
- axa=0
在图形学中的作用:
- 判断左和右
上图中a叉乘b的结果为正的则a在b的右侧,而b叉乘a结果为负b在a的左侧。
严格的描述:向量a和向量b的叉积结果大于0,表示向量a在向量b的顺时针方向;若结果小于0,表示向量a在向量b的逆时针方向;若等于0,表示向量a与向量b平行(顺逆时针是指两向量平移至起点相连,从某个方向旋转到另一个向量小于180度)。
- 判定一个点是否在三角形内
上图中AB在AP右侧,BC在BP右侧,CA在CP右侧,那么P点一定在三角形内部。可以利用叉积判断P点是否都处于三角形三条边的左边来判断P点是否在三角形内。若将三角形ABC逆时针方向改成顺时针:ACB,就是需要判断P点是否都处于三角形三条边的右侧。
这个用法是三角形光栅化的基础,用来判定三角形覆盖哪些像素。
- 应用场景1:
我们利用向量叉乘可以建立一些垂直的轴,这些轴就会形成一个坐标系。当我们定义好一个坐标系,我们就可以将任意一个向量分解到这三个轴上。
- 应用场景2:
求两个向量是否相交(可以点开)
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