three Matrix4 四维矩阵

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Matrix4 是 Three.js 中的一个类,表示 4x4 的矩阵。4x4 矩阵常用于 3D 图形学中的几何变换,如平移、缩放、旋转和投影等。Matrix4 在 Three.js 中的作用是对物体进行这些几何变换,尤其在3D场景中进行坐标转换时十分重要。

使用给定参数按行优先顺序创建一个 4x4 矩阵。如果未提供参数,构造函数会将 Matrix4 初始化为 4x4 单位矩阵。 Matrix4( n11 : Number, n12 : Number, n13 : Number, n14 : Number, n21 : Number, n22 : Number, n23 : Number, n24 : Number, n31 : Number, n32 : Number, n33 : Number, n34 : Number, n41 : Number, n42 : Number, n43 : Number, n44 : Number )

Matrix4 有一个属性三十七个方法

属性

  • elements : Array 矩阵列优先column-major列表。

方法

  • clone () : Matrix4 创建一个新的矩阵,元素elements与该矩阵相同。
  • compose ( position : Vector3, quaternion : Quaternion, scale : Vector3 ) : this 设置将该对象位置 position,四元数quaternion 和 缩放scale 组合变换的矩阵。
    const matrix = new THREE.Matrix4();
    // 假设 matrix 经过了一系列变换
    const position = new THREE.Vector3();
    const quaternion = new THREE.Quaternion();
    const scale = new THREE.Vector3();
    matrix.decompose(position, quaternion, scale);
    console.log(position);  // 输出物体的位置信息
    console.log(quaternion);  // 输出物体的旋转信息
    console.log(scale);  // 输出物体的缩放比例
  • copy ( m : Matrix4 ) : this 将矩阵m的元素elements复制到当前矩阵中。
  • copyPosition ( m : Matrix4 ) : this 将给定矩阵 m : Matrix4 的平移分量拷贝到当前矩阵中。
  • decompose ( position : Vector3, quaternion : Quaternion, scale : Vector3 ) : this 将矩阵分解到给定的平移position ,旋转 quaternion,缩放scale分量中。注意:并非所有矩阵都可以通过这种方式分解。 例如,如果一个对象有一个非均匀缩放的父对象,那么该对象的世界矩阵可能是不可分解的,这种方法可能不合适。 与 compose 相反 compose 是设置,这个是读取
  • determinant () : Float 计算并返回矩阵的行列式determinant 。 基于这个的方法概述here。 行列式是矩阵的一个重要特性,通常用于判断矩阵是否可逆。如果矩阵的行列式不为零,则矩阵是可逆的;如果行列式为零,则矩阵不可逆。在 3D 计算中,行列式还可以用来判断一个变换是否会导致空间的翻转或压缩
  • equals ( m : Matrix4 ) : Boolean 如果矩阵m 与当前矩阵所有对应元素相同则返回true。
  • extractBasis ( xAxis : Vector3, yAxis : Vector3, zAxis : Vector3 ) : this 将矩阵的基向量basis提取到指定的3个轴向量中。 如果矩阵如下:

1728953256745.png

  • extractRotation ( m : Matrix4 ) : this 将给定矩阵m的旋转分量提取到该矩阵的旋转分量中。
  • fromArray ( array : Array, offset : Integer ) : this array - 用来存储设置元素数据的数组 offset - (可选参数) 数组的偏移量,默认值为 0。 使用基于列优先格式column-major的数组来设置该矩阵。
  • invert () : this 将当前矩阵翻转为它的逆矩阵,使用 analytic method 解析方式。你不能对行或列为 0 的矩阵进行翻转,如果你尝试这样做,该方法将生成一个零矩阵。
  • getMaxScaleOnAxis () : Float 获取3个轴方向的最大缩放值。
    const matrix = new THREE.Matrix4();
    matrix.makeScale(2, 3, 1);  // 设置矩阵的缩放为 X: 2, Y: 3, Z: 1
    const maxScale = matrix.getMaxScaleOnAxis();  // 获取三个轴上的最大缩放值
    console.log(maxScale);  // 输出:3,因为 Y 轴的缩放最大
  • identity () : this 将当前矩阵重置为单位矩阵identity matrix。
    const matrix = new THREE.Matrix4();
    matrix.makeScale(2, 3, 1);  // 设置缩放矩阵
    matrix.identity();  // 重置为单位矩阵
    console.log(matrix);  // 输出单位矩阵 [1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1]
  • lookAt ( eye : Vector3, target : Vector3, up : Vector3 ) : this 构造一个旋转矩阵,从eye 指向 target,由向量 up 定向。- 常用于设置相机的视角,例如在 3D 场景中,让相机看向特定的物体。 也可以用于其他需要物体朝向特定目标的情况
    const matrix = new THREE.Matrix4();
    const eye = new THREE.Vector3(0, 0, 10);      // 相机位置 (0, 0, 10)
    const target = new THREE.Vector3(0, 0, 0);    // 目标位置 (0, 0, 0)
    const up = new THREE.Vector3(0, 1, 0);        // 上方向 (0, 1, 0)
    // 设置矩阵使其从 eye 位置看向 target 位置
    matrix.lookAt(eye, target, up);
    console.log(matrix);
  • makeRotationAxis ( axis : Vector3, theta : Float ) : this axis — 旋转轴,需要被归一化。 theta — 旋转量(弧度)。 设置当前矩阵为围绕轴 axis 旋转量为 theta弧度。 这是一种有点争议但在数学上可以替代通过四元数Quaternions旋转的办法。 请参阅此处here的讨论。
    const matrix = new THREE.Matrix4();
    // 延自身 X Y 轴旋转 45 度
    const axis = new THREE.Vector3(1, 1, 0).normalize();  // 自定义旋转轴 (1, 1, 0) 并单位化 
    const theta = Math.PI / 4;  // 旋转角度 45 度(π/4 弧度)
    // 创建一个绕指定轴旋转的矩阵
    matrix.makeRotationAxis(axis, theta);
    console.log(matrix);
  • makeBasis ( xAxis : Vector3, yAxis : Vector3, zAxis : Vector3 ) : this 通过给定的三个向量设置该矩阵为基矩阵basis: 将四维矩阵中的三维矩阵设置为指定值 1728954136874.png
  • makePerspective ( left : Float, right : Float, top : Float, bottom : Float, near : Float, far : Float ) : this 创建一个透视投影矩阵perspective projection。 在引擎内部由PerspectiveCamera.updateProjectionMatrix()使用。
  • makeOrthographic ( left : Float, right : Float, top : Float, bottom : Float, near : Float, far : Float ) : this 创建一个正交投影矩阵orthographic projection。 在引擎内部由OrthographicCamera.updateProjectionMatrix()使用。
  • makeRotationFromEuler ( euler : Euler ) : this 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euler的旋转顺序order,总共有六种可能的结果。详见
  • makeRotationFromQuaternion ( q : Quaternion ) : this 将这个矩阵的旋转分量设置为四元数q指定的旋转,如下链接所诉here。 矩阵的其余部分被设为单位矩阵。因此,给定四元数q = w + xi + yj + zk,得到的矩阵为: 1728954509824.png
  • makeRotationX ( theta : Float ) : this 把该矩阵设置为绕x轴旋转弧度theta (θ)大小的矩阵。 结果如下: 1728954594552.png
  • makeRotationY ( theta : Float ) : this 把该矩阵设置为绕Y轴旋转弧度theta (θ)大小的矩阵。 结果如下: 1728954674884.png
  • makeRotationZ ( theta : Float ) : this 把该矩阵设置为绕z轴旋转弧度theta (θ)大小的矩阵。 结果如下: 1728954712332.png
  • makeScale ( x : Float, y : Float, z : Float ) : this x - 在X轴方向的缩放比。 y - 在Y轴方向的缩放比。 z - 在Z轴方向的缩放比。 将这个矩阵设置为缩放变换: 1728954746695.png
  • makeTranslation ( v : Vector3 ) : this 取传入参数v : Vector3中值设设置该矩阵为平移变换:
  • makeTranslation ( x : Float, y : Float, z : Float ) : this 取传入参数x y z 中值设设置该矩阵为平移变换: 1728954822138.png
  • multiply ( m : Matrix4 ) : this 将当前矩阵乘以矩阵m。 1728954961431.png 1728955054016.png

1728955161216.png

1728955276069.png

  • multiplyMatrices ( a : Matrix4, b : Matrix4 ) : this 设置当前矩阵为矩阵a x 矩阵b。 计算方法同上
  • multiplyScalar ( s : Float ) : this 当前矩阵所有的元素乘以该缩放值s
  • premultiply ( m : Matrix4 ) : this 将矩阵m乘以当前矩阵。
  • scale ( v : Vector3 ) : this 将该矩阵的列向量乘以对应向量v的分量。object.scale(new Vector3(1.5, 2, 0.5));
  • set ( n11 : Float, n12 : Float, n13 : Float, n14 : Float, n21 : Float, n22 : Float, n23 : Float, n24 : Float, n31 : Float, n32 : Float, n33 : Float, n34 : Float, n41 : Float, n42 : Float, n43 : Float, n44 : Float ) : this 以行优先的格式将传入的数值设置给该矩阵中的元素elements。
  • setFromMatrix3 ( m : Matrix3 ) : this 根据参数 m 的值,设置当前矩阵左上 3x3 的矩阵值。
  • setPosition ( v : Vector3 ) : this 取传入参数v : Vector3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:
  • setPosition ( x : Float, y : Float, z : Float ) : this 取传入参数v : x y z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: 1728955541804.png
  • toArray ( array : Array, offset : Integer ) : 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。 offset - (可选参数) 存放矩阵元素数组的偏移量。
  • transpose () : this 将该矩阵转置Transposes。