python将二维数组在三维空间中围绕指定轴线旋

转的实现方法可以使用NumPy库中的旋转函数（rotate）进行处理。这个函数可以在指定的轴线上以指定的角度对数组进行旋转。下面是一个示例代码：

import numpy as np

# 创建一个3x3的二维数组
arr2d = np.array([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]])

# 将二维数组转换成三维数组
arr3d = np.expand_dims(arr2d, axis=2)

# 指定旋转角度和轴线
angle = 45
axis = (0,2)

# 在指定轴线上旋转数组
arr_rotated = np.rot90(arr3d, k=int(angle/90), axes=axis)

# 打印结果
print("原始数组：")
print(arr2d)
print("旋转后的数组：")
print(np.squeeze(arr_rotated))

这个代码将一个3x3的二维数组转换成了一个3x3x1的三维数组，然后在第0和第2个维度上进行45度的旋转。最终结果是一个3x3x1的三维数组，但是由于第2个维度只有1个元素，我们可以使用np.squeeze函数将其压缩成一个2维数组。

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计算机图形学大作业动态三维图形

### 关于计算机图形学中动态三维图形大作业的资源

对于希望深入研究并完成有关动态三维图形的大作业的学生来说，《计算机图形学——基于MFC三维图形开发》由孔令德编写的书籍及其配套资源提供了一个良好的起点[^1]。此书不仅涵盖了基础理论，还通过实际案例帮助读者理解如何利用Microsoft Foundation Classes (MFC) 实现复杂的三维图形应用。

#### 使用 MFC 进行动态三维图形编程的基础概念

书中提到，在构建三维场景时，通常会涉及到多个核心组件的设计与实现。例如，在`CView`类中定义了用于存储顶点坐标的`CP3`对象数组以及控制视角参数如视距(`D`)、视镜半径(`R`)等属性，并在构造函数内进行了必要的初始化操作[^3]：

class CMy1202View : public CView {
public:
    CP3* V;      // 存储八个顶点位置信息的对象指针
    double *k, D, R;
    const double PI = 3.1415;

protected:
    int Phi = 60, Theta = 70; // 初始化角度设置
    
    CMy1202View() {
        V = new CP3[8];
        k = new double[9];
        R = 400;
        D = 350;
    }
};

除了上述静态结构外，为了支持动画效果，还需要引入时间维度来更新这些几何体的位置或其他特性。这可以通过定时器机制或者事件驱动的方式触发周期性的重绘过程，从而达到视觉上的连续变化感。

#### 动画实现的关键技术要点

当考虑加入运动元素到三维模型之中时，可以借鉴常见的二维变换原理来进行扩展。比如平移、旋转和平面内的缩放都可以很容易地推广至三维空间中的对应形式[^2]。具体而言，

- **平移**：改变物体中心相对于世界坐标系原点的距离；

- **旋转**：围绕某个轴线调整姿态；

- **缩放**：按照一定比例放大缩小尺寸大小。

每种转换均能通过对齐次坐标下的四维向量执行相应的矩阵乘法运算而获得最终结果。以下是简单的Python版本旋转变换代码片段作为参考：

import numpy as np

def rotate_around_z(theta):
    theta_rad = np.radians(theta)
    c, s = np.cos(theta_rad), np.sin(theta_rad)

    rotation_matrix = [
        [c,-s, 0],
        [s, c, 0],
        [0, 0, 1]
    ]
    
    return np.array(rotation_matrix).reshape((3,3))

以上方法同样适用于其他两种基本变形方式，并且能够组合起来形成更加复杂的行为模式。值得注意的是，在处理多级嵌套或连锁反应式的动作序列时，则可能需要用到更高级别的算法设计思路，如关键帧插值或是物理仿真引擎的支持。