用c语言写一个三维坐标系的旋转矩阵

时间: 2023-10-15 09:06:01 浏览: 112
以下是用C语言写的三维旋转矩阵代码,可以根据需要修改旋转角度和坐标轴: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> #define PI 3.14159265 // 三维向量结构体 typedef struct { double x, y, z; } Vector3; // 旋转矩阵结构体 typedef struct { double m[3][3]; } Matrix3x3; // 初始化旋转矩阵 Matrix3x3 init_rotation_matrix(double angle, char axis) { Matrix3x3 matrix; double radian = angle * PI / 180.0; double c = cos(radian); double s = sin(radian); switch (axis) { case 'x': matrix.m[0][0] = 1.0; matrix.m[1][1] = c; matrix.m[1][2] = -s; matrix.m[2][1] = s; matrix.m[2][2] = c; break; case 'y': matrix.m[0][0] = c; matrix.m[0][2] = s; matrix.m[1][1] = 1.0; matrix.m[2][0] = -s; matrix.m[2][2] = c; break; case 'z': matrix.m[0][0] = c; matrix.m[0][1] = -s; matrix.m[1][0] = s; matrix.m[1][1] = c; matrix.m[2][2] = 1.0; break; default: break; } return matrix; } // 矩阵乘法 Matrix3x3 matrix_multiply(Matrix3x3 a, Matrix3x3 b) { Matrix3x3 c; int i, j, k; for (i = 0; i < 3; i++) { for (j = 0; j < 3; j++) { c.m[i][j] = 0.0; for (k = 0; k < 3; k++) { c.m[i][j] += a.m[i][k] * b.m[k][j]; } } } return c; } // 旋转向量 Vector3 rotate_vector(Vector3 vector, Matrix3x3 matrix) { Vector3 result; result.x = matrix.m[0][0] * vector.x + matrix.m[0][1] * vector.y + matrix.m[0][2] * vector.z; result.y = matrix.m[1][0] * vector.x + matrix.m[1][1] * vector.y + matrix.m[1][2] * vector.z; result.z = matrix.m[2][0] * vector.x + matrix.m[2][1] * vector.y + matrix.m[2][2] * vector.z; return result; } int main() { // 测试代码 Vector3 vector = {1.0, 0.0, 0.0}; Matrix3x3 matrix = init_rotation_matrix(45.0, 'z'); Vector3 result = rotate_vector(vector, matrix); printf("result: (%f, %f, %f)\n", result.x, result.y, result.z); return 0; } ``` 该代码中定义了一个三维向量结构体和一个三维旋转矩阵结构体。`init_rotation_matrix`函数用于初始化旋转矩阵,根据旋转角度和坐标轴生成一个旋转矩阵;`matrix_multiply`函数用于矩阵乘法;`rotate_vector`函数用于旋转三维向量。在`main`函数中,我们测试了一个向量绕z轴旋转45度后的结果。

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