MATLAB 3D坐标系旋转矩阵可视化系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现基于欧拉角的3D坐标旋转可视化系统。用户可通过交互界面输入旋转角度，系统实时计算旋转矩阵并展示3D物体的空间变换效果，支持单轴旋转操作。

详 情 说 明

MATLAB 3D坐标系旋转矩阵可视化系统

项目介绍

本项目实现了一个基于欧拉角旋转矩阵的3D空间坐标变换系统。通过交互式界面或参数输入，用户可以设定绕X、Y、Z轴的旋转角度，系统将实时计算对应的旋转矩阵，并可视化展示3D物体在旋转前后的空间变换效果。该系统支持多种旋转顺序和坐标系设定，适用于3D图形变换的教学、研究和工程应用场景。

功能特性

• 实时旋转矩阵计算：根据输入的欧拉角自动生成对应的3×3旋转矩阵
• 多模式旋转支持：支持单轴旋转、多轴组合旋转，提供多种欧拉角旋转顺序选择
• 双坐标系系统：支持世界坐标系和局部坐标系的旋转变换
• 交互式3D可视化：立体显示原始坐标系和旋转后坐标系的对比效果
• 动态演示功能：可生成旋转过程的平滑动画，直观展示变换轨迹
• 数学表达式显示：同时展示旋转矩阵的数值结果和数学公式表达
• 数据验证分析：提供旋转前后的距离保持性验证和误差分析

使用方法

1. 参数输入：通过GUI界面或脚本参数设置旋转角度（支持度或弧度制）
2. 坐标数据加载：输入或加载N×3格式的初始3D坐标数据
3. 旋转配置：选择旋转顺序（XYZ、ZYX、ZXY等）和坐标系类型
4. 执行变换：系统自动计算旋转矩阵并应用坐标变换
5. 结果查看：查看生成的旋转矩阵、变换后坐标，观察3D可视化效果
6. 动画演示：可选择启用动态旋转演示，观察整个变换过程

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB基本安装（包含3D图形功能）
• 硬件配置：支持OpenGL的显卡，推荐4GB以上内存
• 操作系统：Windows 7+/macOS 10.12+/Linux各主流发行版

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括用户交互界面初始化、旋转参数接收与处理、欧拉角旋转矩阵的数学计算、坐标变换执行、3D可视化图形渲染、动画序列生成以及误差分析验证等完整流程。该文件实现了从参数输入到结果展示的全链路功能，确保用户能够通过统一入口完成所有操作。