Python程序旋转一条线不起作用

Question

我试图弄清楚箭头arrowheads的方向向量。基本上我给了一个标准化的方向向量(u,v,w)，我需要它的两个箭头的标准化方向向量，它们成15度角。

我的计划是先从一个简单的规范化向量(0,0,1)开始。箭头的方向向量为(-sin(15), 0, -cos(15))和(sin(15), 0, -cos(15))，然后旋转(0,0,1)，使其与给定的(u,v,w)平行。我这样做是通过在其x轴上投影(u,v,w)，并使其相对于(0,0,1)的角度，然后在y轴上投影，并获得相对于(0,0,1)的角度，然后我使用3d旋转矩阵来使用那些找到的角度来旋转箭头方向矢量。

我在下面有这个代码，但它无法正常工作。有谁看到什么错了？

由于

        ra = 15
        ca = math.cos(ra)
        sa = math.sin(ra)

        px = (0,v,w)
        if u!=1:
            px = [i/float(math.sqrt(v**2 + w**2)) for i in px]

        py = (u,0,w)
        if v!=1:
            py = [i/float(math.sqrt(u**2 + w**2)) for i in py]

        pxangle = math.acos(px[2])
        pyangle = math.acos(py[2])

        cpx = math.cos(pxangle)
        spx = math.sin(pxangle)
        cpy = math.cos(pyangle)
        spy = math.sin(pyangle)

        def rotatefunction(ah):
            xr = (ah[0], -spx*ah[2], cpx*ah[2])
            return (cpy*xr[0]+spy*xr[2], xr[1], -spy*xr[0]+cpy*xr[2]) 

        lah = rotatefunction((-sa, 0, -ca))
        rah = rotatefunction((sa, 0, -ca))

Answer 1

首先，你需要在传递到math.cos，math.sin等之前将度数转换为弧度（=度*（pi / 180））。

假设箭头的归一化方向向量由

给出

平行于z轴的单位矢量由

给出

垂直于两个单位矢量的标准正交矢量由叉积式给出

并且两个向量之间的角度由标量积

给出

基本上，旋转是关于这个u（uhat）轴的角度θ。

给出了相应的rotation matrix

所以这是你需要将箭头矢量乘以的矩阵。