空间点绕直线旋转 c++

时间: 2023-08-17 15:16:24 浏览: 76
在 C++ 中,可以使用数学库来实现空间点绕直线旋转。以下是一个示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <cmath> struct Point3D { double x; double y; double z; }; // 计算点围绕直线旋转后的新坐标 Point3D rotatePoint(const Point3D& point, const Point3D& axisPoint, const Point3D& axisDirection, double angle) { // 计算旋转矩阵 double cosTheta = cos(angle); double sinTheta = sin(angle); // 平移点使得旋转轴过原点 Point3D translatedPoint; translatedPoint.x = point.x - axisPoint.x; translatedPoint.y = point.y - axisPoint.y; translatedPoint.z = point.z - axisPoint.z; // 进行旋转变换 Point3D rotatedPoint; rotatedPoint.x = (cosTheta + (1 - cosTheta) * axisDirection.x * axisDirection.x) * translatedPoint.x + ((1 - cosTheta) * axisDirection.x * axisDirection.y - sinTheta * axisDirection.z) * translatedPoint.y + ((1 - cosTheta) * axisDirection.x * axisDirection.z + sinTheta * axisDirection.y) * translatedPoint.z; rotatedPoint.y = ((1 - cosTheta) * axisDirection.x * axisDirection.y + sinTheta * axisDirection.z) * translatedPoint.x + (cosTheta + (1 - cosTheta) * axisDirection.y * axisDirection.y) * translatedPoint.y + ((1 - cosTheta) * axisDirection.y * axisDirection.z - sinTheta * axisDirection.x) * translatedPoint.z; rotatedPoint.z = ((1 - cosTheta) * axisDirection.x * axisDirection.z - sinTheta * axisDirection.y) * translatedPoint.x + ((1 - cosTheta) * axisDirection.y * axisDirection.z + sinTheta * axisDirection.x) * translatedPoint.y + (cosTheta + (1 - cosTheta) * axisDirection.z * axisDirection.z) * translatedPoint.z; // 平移点回到原来的位置 rotatedPoint.x += axisPoint.x; rotatedPoint.y += axisPoint.y; rotatedPoint.z += axisPoint.z; return rotatedPoint; } int main() { Point3D point {1.0, 2.0, 3.0}; // 待旋转的点 Point3D axisPoint {0.0, 0.0, 0.0}; // 直线上的一点 Point3D axisDirection {1.0, 0.0, 0.0}; // 直线的方向向量 double angle = M_PI / 2; // 旋转角度,这里以弧度表示(90度) Point3D rotatedPoint = rotatePoint(point, axisPoint, axisDirection, angle); std::cout << "Rotated Point: (" << rotatedPoint.x << ", " << rotatedPoint.y << ", " << rotatedPoint.z << ")" << std::endl; return 0; } ``` 上述代码中,`Point3D` 结构体表示一个三维点,`rotatePoint` 函数接受待旋转的点、直线上的一点、直线的方向向量和旋转角度作为参数,返回旋转后的点坐标。在 `main` 函数中,我们定义了一个待旋转的点、直线上的一点、直线的方向向量和旋转角度,然后调用 `rotatePoint` 函数进行计算,并打印出旋转后的点坐标。 请注意,上述示例代码仅演示了基本的空间点绕直线旋转的原理,实际应用中可能需要根据具体需求进行适当的修改和优化。

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