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四元数性质特点(...Skinning algorithm for dual Quaternions))【quaternions公式对偶四元数的解答】

[导读] 大家好,今天小热关注到一个比较有意思的话题,就是关于quaternions的问题,于是小编就整理了2个相关介绍quaternions的解答,让我们一起看看吧。 文章目录: 四元数性质特点 ...Skinning algorith

四元数性质特点(...Skinning algorithm for dual Quaternions))【quaternions公式对偶四元数的解答】

大家好,今天小热关注到一个比较有意思的话题,就是关于quaternions的问题,于是小编就整理了2个相关介绍quaternions的解答,让我们一起看看吧。

文章目录:

  1. 四元数性质特点
  2. ...Skinning algorithm for dual Quaternions)

一、四元数性质特点

四元数(Quaternions)是由威廉·卢云·哈密顿(William Rowan Hamilton)在1843年爱尔兰发现的数学概念,它代表了一个四维空间,相对于复数为二维空间,是复数的不可交换延伸。

明确地说,四元数是除环(除法环)的一个例子。除了没有乘法的交换律外,除法环与域是相类的。特别地,乘法的结合律仍旧存在、非零元素仍有唯一的逆元素。四元数形成一个在实数上的四维结合代数(事实上是除法代数),并包括复数,但不与复数组成结合代数。四元数(以及实数和复数)都只是有限维的实数结合除法代数。

四元数的不可交换性往往导致一些令人意外的结果,例如四元数的 n-阶多项式能有多於 n 个不同的根。四元数就是形如 ai+bj+ck+d 的数,其中 a、b、c、d 是实数。i^2=j^2=k^2=-1,且 ij=k, ji=-k, jk=i, kj=-i, ki=j, ik=-j。四元数的模是其各分量平方和的平方根,即(a^2+b^2+c^2+d^2)的平方根。

扩展资料

四元数是最简单的超复数。 复数是由实数加上元素 i 组成,其中i^2 = -1 \,。 相似地,四元数都是由实数加上三个元素 i、j、k 组成,而且它们有如下的关系: i^2 = j^2 = k^2 = ijk = -1 \, 每个四元数都是 1、i、j 和 k 的线性组合,即是四元数一般可表示为a + bi + cj + dk \,。

二、...Skinning algorithm for dual Quaternions)

蒙皮算法之对偶四元数

一、蒙皮简介

在动画领域,蒙皮是指将模型绑定到骨骼上的技术。我的理解是,Maya中为模型顶点分配权重是蒙皮的一部分,另一部分是通过骨骼控制模型(皮)运动的算法。

二、线性混合蒙皮(Linear Blend Skinning)

线性蒙皮公式将变换后的顶点V视为所有对其有影响的骨骼变换矩阵(Cji)和对应权重(wi)以及顶点V坐标的乘积之和。

举例:两根骨骼j1和j2对顶点V有0.5的权重影响,V的旋转中心与骨骼j2重合。在某一帧,它们的状态如下。

下一帧,j1保持不变,j2绕X轴旋转180度。通过公式计算变换后的顶点VI,如图所示。

线性混合蒙皮的旋转是线性混合的,旋转角度的线性混合导致了“糖果包装”问题。四元数旋转可以插值在旋转路径的圆弧上解决这个问题。

三、直接四元数蒙皮(Direct Quaternion Blending)

直接四元数蒙皮将变换分为两部分:用矩阵表示的缩放和平移,用四元数表示的旋转。公式如下。

公式前部分表示缩放和平移,后部分表示旋转四元数的权重混合。

四、对偶四元数蒙皮(Dual Quaternion Blending)

对偶四元数由两个基本四元数组成,表示为八个实数元组。它将单位旋转四元数和位移结合,用一个单位对偶四元数表示刚性变换。

旋转和平移通过单位对偶四元数关联起来。在蒙皮前单位化对偶四元数,确保只表示旋转。

五、其他蒙皮算法和对偶四元数蒙皮算法结果对比

对比结果请参见文章的第13页。

六、其他蒙皮

略。

七、在Maya中的蒙皮方法是可选的。

到此,以上就是小编对于quaternions的问题就介绍到这了,希望介绍关于quaternions的2点解答对大家有用。

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