3次元の回転体

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3 次元の回転は,2 次元の座標平面を 単に,x 軸に対して(y-z 平面),y 軸に対して(z-x平面),z 軸に対して(x-y 平面) に分けて考えればよい.x 軸回りの回転は,y-z平面に対して,x を原点をみれば,2 次元の回転に帰着することができる.

ここで,3 次元座標平面上の点 (x1,y1,z1) を αラジアン回転した座標を (x2,y2,z2) とすると,以下のようになる.

同様に,y 軸に対して βラジアン回転した場合を考えることができる.

3 次元座標平面上の点 (x2,y2,z2) を y 軸に対して,βラジアン回転した座標を (x3,y3,z3)とすると,以下のようになる.

さらに,z 軸に対して同様の議論ができる.

3 次元座標平面上の点 (x3,y3,z3) を z 軸に対して,γラジアン回転した座標を (x4,y4,z4)とすると,以下のようになる.

このように回転した点を,例えば,平面 z = 0 に平行投影した図形を 画面に表示させればよい(画面は,2次元である).平行投影では,無限遠のかなたから,人間がみていると考えれば,その図形に歪みはなく簡単に考えることができる.つまり,単に,z 座標を忘れて,x,y座標だけを使って画面に描けばよい.

これで,準備がととのった!

そして,表示するものを「回転体」としよう.回転体も同じように,これらの概念を使ってデータを計算することができる.


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yasu@i.hosei.ac.jp