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Skalarprodukt Rechner Der Vektorrechner von Simplexy kann beliebige Vektoroperationen für dich durchführen. Mit dem Rechner kannst du den Winkel zwischen Vektoren berechnen, Vektoren addieren, Vektoren subtrahieren, Skalarprodukt berechnen, Kreuzprodukt berechnen und viel mehr. Das Skalarprodukt Das Skalarprodukt (inneres Produkt) ist eine mathematische Rechenoperation, bei der zwei Vektoren einer Zahl zugeordnet werden. Die Zahl, die man erhält entspricht der Länge der Projektion des einen Vektors auf den anderen. This browser does not support the video element. Winkel zwischen zwei vektoren rechner den. Regel: Skalarprodukt Formel Im zwei-Dimensionalen: \(\vec{a}\bullet \vec{b}=a_1\cdot b_1+a_2\cdot b_2\) Im drei-Dimensionalen: \(\vec{a}\bullet \vec{b}=a_1\cdot b_1+a_2\cdot b_2+a_3\cdot b_3\) Beispiel \(\left(\begin{array}{c} 2 \\ 3\end{array}\right)\bullet\left(\begin{array}{c} 5 \\ 1\end{array}\right)=2\cdot 5+3\cdot 1=13\) Aus der oberen Abbildung kannst du bereits entnehmen, dass das Skalarprodukt vom Winkel zwischen den zwei Vektoren abhängt.
winkel zwischen zwei vektoren herleitung (6) Ich möchte den Winkel im Uhrzeigersinn zwischen 2 Vektoren (2D, 3D) herausfinden. Der klassische Weg mit dem Skalarprodukt gibt mir den inneren Winkel (0-180 Grad) und ich muss einige if-Anweisungen verwenden, um zu bestimmen, ob das Ergebnis der Winkel ist, den ich brauche oder sein Komplement. Winkel zwischen zwei vektoren rechner usa. Kennen Sie eine direkte Art der Berechnung im Uhrzeigersinn? Genau wie das Skalarprodukt proportional zum Kosinus des Winkels ist, ist die determinant proportional zu ihrem Sinus. So können Sie den Winkel wie folgt berechnen: dot = x1*x2 + y1*y2 # dot product between [x1, y1] and [x2, y2] det = x1*y2 - y1*x2 # determinant angle = atan2(det, dot) # atan2(y, x) or atan2(sin, cos) Die Ausrichtung dieses Winkels stimmt mit der des Koordinatensystems überein. In einem linkshändigen Koordinatensystem, dh x nach rechts und y nach unten, wie es für Computergrafiken üblich ist, bedeutet dies, dass Sie ein positives Vorzeichen für den Uhrzeigersinn erhalten. Wenn die Ausrichtung des Koordinatensystems mathematisch mit y nach oben ist, erhalten Sie, wie in der Mathematik üblich, Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn.
In diesem Fall können Sie die obige 2D-Berechnung einschließlich n in die determinant anpassen, um ihre Größe 3 × 3 zu erhalten. dot = x1*x2 + y1*y2 + z1*z2 det = x1*y2*zn + x2*yn*z1 + xn*y1*z2 - z1*y2*xn - z2*yn*x1 - zn*y1*x2 angle = atan2(det, dot) Eine Bedingung dafür ist, dass der Normalvektor n eine Einheitslänge hat. Rechner für Vektoren im ℜ³. Wenn nicht, müssen Sie es normalisieren. Als dreifaches Produkt Diese Determinante könnte auch als das Dreifachprodukt ausgedrückt werden, wie @Excrubulent in einer vorgeschlagenen Bearbeitung gezeigt hat. det = n · (v1 × v2) Dies könnte in einigen APIs einfacher zu implementieren sein und gibt eine andere Perspektive, was hier vor sich geht: Das Kreuzprodukt ist proportional zum Sinus des Winkels und wird senkrecht zur Ebene liegen und daher ein Vielfaches von n sein. Das Skalarprodukt wird daher grundsätzlich die Länge dieses Vektors messen, jedoch mit dem richtigen Zeichen. Diese Antwort ist die gleiche wie die von MvG, erklärt sie aber anders (sie ist das Ergebnis meiner Bemühungen zu verstehen, warum die Lösung von MvG funktioniert).
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Um die "Richtung" des Winkels zu erhalten, sollten Sie auch das Kreuzprodukt berechnen, damit Sie überprüfen können (über die Z-Koordinate), ob der Winkel im Uhrzeigersinn ist oder nicht (dh, wenn Sie ihn aus 360 Grad extrahieren oder nicht). Um den Winkel zu berechnen, müssen Sie nur atan2(v1. s_cross(v2), (v2)) für den 2D-Fall atan2(v1. s_cross(v2), (v2)). Wobei s_cross ein Skalar-Analogon der Kreuzproduktion ist (signierter Bereich des Parallelogramms). Für 2D-Fälle wäre das eine Keilproduktion. Für 3D-Fälle müssen Sie eine Drehung im Uhrzeigersinn definieren, da von einer Seite der Ebene im Uhrzeigersinn eine Richtung ist, von der anderen Seite der Ebene eine andere Richtung =) Edit: Dies ist gegen den Uhrzeigersinn Winkel, im Uhrzeigersinn ist genau gegenüber Wenn Sie auf direktem Weg meinen, die if Aussage zu vermeiden, dann glaube ich nicht, dass es eine wirklich allgemeine Lösung gibt. Winkel zwischen zwei vektoren rechner online. Wenn jedoch Ihr spezifisches Problem eine gewisse Genauigkeit bei der Winkeldiskretisierung zulässt und Sie Zeit bei Typkonvertierungen verlieren, können Sie den zulässigen Bereich von [phi, pi] auf den erlaubten Bereich eines ganzzahligen Typs mit Vorzeichen abbilden.
Dann würden Sie die Komplementarität kostenlos bekommen. Allerdings habe ich diesen Trick in der Praxis nicht wirklich angewendet. Höchstwahrscheinlich würde der Aufwand für Float-to-Integer- und Integer-Float-Konvertierungen den Vorteil der Direktheit überwiegen. Es ist besser, beim Schreiben von autovectorizierbarem oder parallelisierbarem Code Prioritäten zu setzen, wenn diese Winkelberechnung viel durchgeführt wird. Auch wenn Ihre Problemdetails so sind, dass es ein wahrscheinlicheres Ergebnis für die Winkelrichtung gibt, können Sie die Compiler-Built-in-Funktionen verwenden, um diese Informationen dem Compiler bereitzustellen, damit die Verzweigung effizienter optimiert werden kann. ZB im Falle von gcc, das ist __builtin_expect Funktion. Es ist etwas praktischer zu verwenden, wenn Sie es in solche likely und unlikely Makros (wie im Linux-Kernel) einfügen: #define likely(x) __builtin_expect(!! (x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!! (x), 0)