MATLAB三维点绕轴旋转坐标变换工具

资 源 简 介

该项目实现三维空间中点绕任意直线旋转的坐标变换。用户输入点坐标、旋转轴（起点+方向向量）及旋转角度（弧度/角度可选），程序自动计算旋转后坐标，支持三维几何变换可视化与精准计算。

详 情 说 明

点绕直线旋转三维变换工具

项目介绍

本项目实现三维空间中任意点绕指定直线旋转指定角度后的坐标计算。基于三维空间旋转变换原理，通过罗德里格斯公式构建旋转矩阵，结合坐标系变换与逆变换技术，精确计算旋转后的坐标位置。同时提供可视化功能，直观展示旋转前后的空间关系与旋转轨迹。

功能特性

• 精确计算：采用罗德里格斯旋转公式，确保三维旋转变换的数学准确性
• 灵活输入：支持多种输入方式：

- 原始点坐标：三维空间点坐标 [x, y, z] - 旋转轴定义：通过直线上一点 [x0, y0, z0] 和方向向量 [a, b, c] - 旋转角度：支持弧度制和角度制（通过参数切换）

• 可视化展示：实时生成三维图形，显示旋转前后的位置对比和旋转轨迹
• 数据导出：支持将计算结果导出为.mat或.txt格式文件
• 交互界面：可选GUI设计，提供友好的用户操作体验

使用方法

1. 基本调用：

```matlab % 输入参数定义 point = [1, 2, 3]; % 原始点坐标 axis_point = [0, 0, 0]; % 旋转轴通过点 axis_vector = [0, 0, 1]; % 旋转轴方向向量（Z轴） angle = pi/4; % 旋转角度（弧度） unit = 'rad'; % 角度单位标志 % 调用函数计算旋转后坐标 rotated_point = main(point, axis_point, axis_vector, angle, unit);

1. 可视化功能：

程序自动生成三维可视化窗口，展示： - 原始点位置（标记为特定颜色） - 旋转后点位置（标记为另一颜色） - 旋转轴直线 - 旋转轨迹动画

1. 数据导出：

计算结果可选择保存为数据文件，便于后续分析使用。

系统要求

• MATLAB R2016b 或更高版本
• 必需工具箱：MATLAB基础模块
• 推荐配置：4GB以上内存，独立显卡以获得更好的可视化效果

文件说明

主程序文件集成了核心计算与可视化功能，实现了旋转矩阵的构建与坐标变换计算、角度单位的自动识别与转换、三维空间的图形化展示以及旋转过程的动画演示，同时提供用户交互界面和数据输出接口，确保功能完整性与使用便利性。