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#21 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 18:50
苍井吱
弃婴千枝 写了: 2025年 10月 22日 14:35

你妈的,都怎么学的

前者是矩阵相似变换,从几何学上说,是空间中的矢量不变但是改变坐标系

后者是坐标系不变,但是旋转矢量

效果一样吗?你妈的,当然可以一样,相似变换矩阵可以对应一个unique的旋转矩阵(or if use euler角,对应3个旋转矩阵)

啧啧啧

不考虑矩阵形式(上面欧拉角的视角)

qvq^{-1}这个旋转q = \cos{\theta\over2} + \sin{\theta\over2}(xi + yj + zk), x2 + y2 + z2 = 1的一个单位四元数,跟复平面上的旋转r = \cos\theta + i\sin\theta是一样的

v = ai + bj + ck就是表示3维坐标里面的(a, b, c),对应二维平面上的v = a + bi

这两个形式不能统一让我很迷惑


#22 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 18:54
webdriver

完了完了,将军们都如此抽象
看来退休后有必要重修下mit mathmatics


#23 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 18:58
苍井吱
Caravel 写了: 2025年 10月 22日 15:04

回答一下楼主,就是你用qvq^{-1}表示的时候,中间的V不是一个普通的实数vector, 而是一个四元数,或者一个2x2复数矩阵,

站内帖子:从reflection和rotation为例看clifford algebra

完美错过了clifford algebra的讨论,最近在研究图形学才开始看quaternion

v = ai + bj + ck,表示3维空间的点/向量(a, b, c)

矩阵表示也可以,

1 = I_{2x2}
i =
j = [0 1
-1 0]
k = [0 i
i 0]


#24 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 18:59
zeami
苍井吱 写了: 2025年 10月 22日 18:50

不考虑矩阵形式(上面欧拉角的视角)

qvq^{-1}这个旋转q = \cos{\theta\over2} + \sin{\theta\over2}(xi + yj + zk), x2 + y2 + z2 = 1的一个单位四元数,跟复平面上的旋转r = \cos\theta + i\sin\theta是一样的

v = ai + bj + ck就是表示3维坐标里面的(a, b, c),对应二维平面上的v = a + bi

这两个形式不能统一让我很迷惑

全用rv算不就得了,为毛纠结。。 :roll:


#25 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:01
苍井吱
zeami 写了: 2025年 10月 22日 18:59

全用rv算不就得了,为毛纠结。。 :roll:

二维里面是rv做旋转

三维就必须用qvq^{-1}了

我在op的问题就是想知道为什么形式不统一


#26 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:05
zeami
苍井吱 写了: 2025年 10月 22日 19:01

二维里面是rv做旋转

三维就必须用qvq^{-1}了

我在op的问题就是想知道为什么形式不统一

rv能算三维啊。你算啥?


#27 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:07
弃婴千枝
zeami 写了: 2025年 10月 22日 18:59

全用rv算不就得了,为毛纠结。。 :roll:

计算速度快啊,矩阵只需要乘2次,要是用欧拉角,得乘3次,


#28 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:08
苍井吱
zeami 写了: 2025年 10月 22日 19:05

rv能算三维啊。你算啥?

用欧拉角旋转会很怪异

奇点附近还会抖

一般都不用吧


#29 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:08
zeami
弃婴千枝 写了: 2025年 10月 22日 19:07

计算速度快啊,矩阵只需要乘2次,要是用欧拉角,得乘3次,

丫肯定是写脚本算的吧?? :roll:


#30 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:10
弃婴千枝
苍井吱 写了: 2025年 10月 22日 18:50

不考虑矩阵形式(上面欧拉角的视角)

qvq^{-1}这个旋转q = \cos{\theta\over2} + \sin{\theta\over2}(xi + yj + zk), x2 + y2 + z2 = 1的一个单位四元数,跟复平面上的旋转r = \cos\theta + i\sin\theta是一样的

v = ai + bj + ck就是表示3维坐标里面的(a, b, c),对应二维平面上的v = a + bi

这两个形式不能统一让我很迷惑

就是利用SO(3)与SU(2)的 isomorphic,即SU(2)/Z2≅SO(3)

你找本群论看看就明白了
https://courses.physics.ucsd.edu/2016/S ... THEORY.pdf


#31 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:11
zeami
苍井吱 写了: 2025年 10月 22日 19:08

用欧拉角旋转会很怪异

奇点附近还会抖

一般都不用吧

晕,搞计算莫要带情绪好伐。时间是资本家付了钱的。。


#32 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:11
弃婴千枝
zeami 写了: 2025年 10月 22日 19:08

丫肯定是写脚本算的吧?? :roll:

显卡全是这种运算,一个图像几百万个点,旋转了你不找个快点的算法要卖不出去的


#33 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:12
苍井吱
zeami 写了: 2025年 10月 22日 19:08

丫肯定是写脚本算的吧?? :roll:

丫肯定是写脚本算的


#34 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:16
zeami
弃婴千枝 写了: 2025年 10月 22日 19:11

显卡全是这种运算,一个图像几百万个点,旋转了你不找个快点的算法要卖不出去的

噢这个意思,那先要找对称性质来简化。把结构先转过去,细节照原始相对关系来复原。。 :roll:


#35 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:19
苍井吱
弃婴千枝 写了: 2025年 10月 22日 19:10

就是利用SO(3)与SU(2)的 isomorphic,即SU(2)/Z2≅SO(3)

你找本群论看看就明白了
https://courses.physics.ucsd.edu/2016/S ... THEORY.pdf

超出我的理解范围了

这两个的关系不是quaternion的那组基底跟旋转的关系吗?没看到跟复平面上的旋转有什么关系


#36 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:22
弃婴千枝
苍井吱 写了: 2025年 10月 22日 19:19

超出我的理解范围了

这两个的关系不是quaternion的那组基底跟旋转的关系吗?没看到跟复平面上的旋转有什么关系

复平面就是把4x4 or 3x3矩阵的运算切换到2x2矩阵的运算上来


#37 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:26
苍井吱
zeami 写了: 2025年 10月 22日 19:16

噢这个意思,那先要找对称性质来简化。把结构先转过去,细节照原始相对关系来复原。。 :roll:

你们的讨论大概是这个


#38 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:28
zeami
苍井吱 写了: 2025年 10月 22日 19:19

超出我的理解范围了

这两个的关系不是quaternion的那组基底跟旋转的关系吗?没看到跟复平面上的旋转有什么关系

还是转坐标系,这样恢复原细节快。。


#39 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:30
Caravel
苍井吱 写了: 2025年 10月 22日 19:01

二维里面是rv做旋转

三维就必须用qvq^{-1}了

我在op的问题就是想知道为什么形式不统一

RV也可以,就是3x3矩阵,这就是两种不同的表象,


#40 Re: 为什么三维空间的旋转是qvq^{-1}, 二维平面只需要rv?

发表于 : 2025年 10月 22日 19:31
苍井吱
弃婴千枝 写了: 2025年 10月 22日 19:22

复平面就是把4x4 or 3x3矩阵的运算切换到2x2矩阵的运算上来

复平面的旋转不是吧2x2矩阵运算[a -b;b a][x;y]切换到1维(a + bi)(x + iy)上吗