Flutter 中的 Matrix4 变换:透视投影、四元数旋转与坐标系转换底层

Flutter 中的 Matrix4 变换:透视投影、四元数旋转与坐标系转换底层 大家好,今天我们来深入探讨 Flutter 中 Matrix4 变换,重点关注透视投影、四元数旋转以及坐标系转换的底层原理。Matrix4 在 Flutter 中扮演着至关重要的角色,理解其背后的数学原理对于构建复杂的 3D 效果、实现自定义动画以及高效地进行坐标系转换至关重要。 1. Matrix4 的基础:线性变换 Matrix4 本质上是一个 4×4 的矩阵,它代表了一个线性变换。线性变换必须满足两个条件: 可加性: T(u + v) = T(u) + T(v) 齐次性: T(cu) = cT(u),其中 c 是标量 常见的线性变换包括缩放、旋转、剪切和反射。平移不是线性变换,但可以通过齐次坐标系将其嵌入到 Matrix4 中。 1.1 齐次坐标 为了将平移也纳入矩阵变换的框架中,我们引入齐次坐标。在三维空间中,一个点 (x, y, z) 的齐次坐标表示为 (x, y, z, w)。通常情况下,w=1。当 w!=1 时,我们可以通过将所有坐标除以 w 来将其转换为标准坐标: (x/w, y …