Vektor im R3 drehen?

[Pumpanickel]

Huhu,

ich möchte Vektoren im R3 drehen, habe dazu folgende drei Methoden
implementiert:

public Vector spinX(double aAngle) {
		Vector temp = new Vector(this);
		double tempX = temp.getX();
		double tempY = ((Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getY()) -     (Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getZ())))); 
		double tempZ = ((Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getY()) + (Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getZ()))));
		temp.setX(tempX);
		temp.setY(tempY);
		temp.setZ(tempZ);
		return temp;
	}
	
	public Vector spinY(double aAngle) {
		Vector temp = new Vector(this);
		double tempX = ((Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getX()) + (Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getZ()))));
		double tempY = temp.getY();
		double tempZ = ((-Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getX()) + (Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getZ()))));
		temp.setX(tempX);
		temp.setY(tempY);
		temp.setZ(tempZ);
		return temp;
	}
	
	public Vector spinZ(double aAngle) {
		Vector temp = new Vector(this);
		double tempX = ((Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getX()) - (Math.sin(Math.toRadians(aAngle)))));
		double tempY = ((Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getX()) + (Math.cos(Math.toRadians(aAngle)))));
		double tempZ = temp.getZ();
		temp.setX(tempX);
		temp.setY(tempY);
		temp.setZ(tempZ);
		return temp;
	}

Jetzt weiß ich nur nicht ob ich das alles korrekt gemacht habe.
Es irritiert mich ein wenig das für den Vektor 1,2,3 und einer Drehung um
90° der Vektor 1,0,-0 rauskommt.....

 

[HimBromBeere]

Kann schon durchaus sein, du sagst ja nicht, in welcher Ebene und in welche Richtung du drehst...

 

[Pumpanickel]

Huhu,

was meinst du mit Ebene?
Richtung macht doch java immer Mathematisch korrekt gegen den Uhrzeigersinn oder nicht?

 

[HimBromBeere]

Naja, es macht einen Unterschied, ob du in der xy-Ebene eine Drehung machst, oder in der yz-Ebene, oder ...
Ob und in welche Richtung JAVA das automatisch macht, entzieht sich meiner Kenntnis.

 

[Pumpanickel]

Also das mit der Drehung habe ich mit Vektoren im R2 usprobiert.
Wenn ich beispielsweise den Vektor 1,2 um 90° drehe kommt -2,1
raus, also gegen den Uhrzeigersinn.

Puuuhhh das mit den Ebenen wusste ich nicht....wie teile ich ihm
mit in welcher Ebene ich drehen muss, kann mir das Bildlich iwie
nicht vorstellen....

 

[XHelp]

Bei dir sieht die Klammersetzung falsch aus:

 

[Illuvatar]

Naja, zu sagen in welcher Ebene man dreht oder um welche Achse ist ja das Gleiche. Du hast ja auch drei Methoden, um um verschiedene Achsen zu drehen. Du hast allerdings eben nicht dazugesagt, welche davon du verwendest
Das Problem scheint tatsächlich die Klammersetzung zu sein, wie XHelp gesagt hat, außerdem fehlen bei der dritten Methode [c]*temp.getY()[/c] - Teile, glaub ich.

Edit: Hier mal als Beispiel, wie ich denke, dass man das lesbarer schreiben könnte - dann sieht man auch schneller, wo der Fehler liegt. Ich nehme mal an, deine Vektorklasse hat irgendwelche [c]x,y,z[/c] - Membervariablen.

    public Vector spinX(double aAngle) {
        double phi = Math.toRadians(aAngle);
        double tempX = x;
        double tempY = Math.cos(phi) * y - Math.sin(phi) * z;
        double tempZ = Math.sin(phi) * y + Math.cos(phi) * z;
        return new Vector(tempX, tempY, tempZ);
    }

Ohne den Rest deiner Klasse zu kennen, schätze ich, dass das das Gleiche machen würde wie dein (korrigierter) Code.

 

[Pumpanickel]

double tempY = ((Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getY()) - (Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getZ()))));

= (0 + (cos(aAngle) * Y) - (sin(aAngle) * Z))

stimmt doch oder?

 

[XHelp]

das erste stimmt nicht, denn du hast stehen:
(0+cos(aAngle*Y)-sin(aAngle*Z))

 

[Pumpanickel]

Au ja stimmt, hast Recht....
sind ja auch ne Menge Klammern^^

 

[XHelp]

Es zwingt dich ja keiner unbedingt einen Einzeiler daraus zu machen.

 

[Pumpanickel]

Richtig gezwungen werde ich nicht

Hab mir allerdings gewisse Eigenheiten angewöhnt
die ich nicht mehr los bekomme was Übersichtlichkeit
(Was ich darunter Verstehe ) angeht.

Vielen Dank

 

[Illuvatar]

Es zwingt dich ja keiner unbedingt einen Einzeiler daraus zu machen.

Siehe auch mein Edit oben - hab danach erst gemerkt, dass schon einiges neues gepostet wurde.

 

[Marco13]

Wenn man sowas schreibt wie

public Vector spinX(double aAngle) {
        Vector temp = new Vector(this);
        double tempX = temp.getX();
        double tempY = ((Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getY()) -     (Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getZ())))); 
        double tempZ = ((Math.sin(Math.toRadians(aAngle) * temp.getY()) + (Math.cos(Math.toRadians(aAngle) * temp.getZ()))));
        temp.setX(tempX);
        temp.setY(tempY);
        temp.setZ(tempZ);
        return temp;
    }

und dann nicht darauf kommt, da

public Vector spinX(double aAngle) {
    double rAngle = Math.toRadians(aAngle);
    Vector temp = new Vector(this);
    double tempX = temp.getX();
    double tempY = ((Math.cos(rangle * temp.getY()) -     (Math.sin(rAngle * temp.getZ())))); 
    double tempZ = ((Math.sin(rAngle * temp.getY()) + (Math.cos(rAngle * temp.getZ()))));
    temp.setX(tempX);
    temp.setY(tempY);
    temp.setZ(tempZ);
    return temp;
}

oder besser sogar

public Vector spinX(double aAngle) {
    double rAngle = Math.toRadians(aAngle);
    double ca = Math.cos(rAngle);
    double sa = Math.sin(rAngle);
    Vector temp = new Vector(this);
    double tempX = temp.getX();
    double tempY = // irgendwas kompaktes ohne viele Klammern
    double tempZ = // irgendwas kompaktes ohne viele Klammern
    temp.setX(tempX);
    temp.setY(tempY);
    temp.setZ(tempZ);
    return temp;
}

draus zu machen wird weder mit der Wartung des Programms noch mit der Performance seinen Spaß haben.

 

[AlexSpritze]

Per Quaternionen:

public static double[] _(double angle, double[] axis, double[] v) {
    //normalize axis
    double length = 1.0 / MathUtils.norm3(axis);
    double x = axis[0] * length;
    double y = axis[1] * length;
    double z = axis[2] * length;

    //convert degree to radiants
    double half = 0.01745329251994329547 * angle * 0.5d;
    double sin_theta = Math.sin(half);
    double w = Math.cos(half);
    x = x * sin_theta;
    y = y * sin_theta;
    z = z * sin_theta;

    double inverseX = -x;
    double inverseY = -y;
    double inverseZ = -z;
    double inverseW = w;

    //multiply with vector v
    double a = -x * v[0] - y * v[1] - z * v[2];
    double b = w * v[0] + y * v[2] - z * v[1];
    double c = w * v[1] + z * v[0] - x * v[2];
    double d = w * v[2] + x * v[1] - y * v[0];

    w = a;
    x = b;
    y = c;
    z = d;

    return new double[]{
              w * inverseX + inverseW * x + y * inverseZ - inverseY * z,
              w * inverseY + inverseW * y + z * inverseX - inverseZ * x,
              w * inverseZ + inverseW * z + x * inverseY - inverseX * y};
  }

Das geht dann allgemein um jede Achse im Dreidimensionalen.