MATLAB三维空间点绕直线旋转变换系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现三维空间中任意点绕指定直线的精确旋转变换，通过输入目标点坐标、旋转轴参数和旋转角度，输出旋转后的坐标。适用于计算机图形学、机器人运动学等领域的几何计算。

详 情 说 明

三维空间点绕直线旋转变换系统

项目介绍

本项目实现三维空间中任意点绕任意指定直线进行精确旋转的功能。系统通过接收目标点坐标、旋转轴线定义参数以及旋转角度，运用三维几何变换原理计算旋转后的新坐标位置。可广泛应用于计算机图形学、机器人运动学、三维建模等领域。

功能特性

• 精确旋转计算：基于罗德里格斯旋转公式实现数学上精确的点绕轴旋转
• 灵活的轴线定义：支持通过直线上的两个点或轴线方向向量加过轴点两种方式定义旋转轴
• 三维可视化：可选的可视化功能，展示原始点、旋转后点以及旋转轴线的空间关系
• 支持任意角度：可处理任意弧度值的旋转角度，正值表示逆时针旋转

使用方法

输入参数

• 目标点坐标：(x0, y0, z0) - 三维向量，double类型
• 旋转轴线定义：

- 方式一：通过直线上两个点 (x1, y1, z1) 和 (x2, y2, z2) - 方式二：轴线方向向量 (ux, uy, uz) 和一个过轴线的点

• 旋转角度：theta - double类型，单位为弧度，正值表示逆时针旋转

输出结果

• 旋转后点坐标：(x_new, y_new, z_new) - 三维向量，double类型
• 可选的可视化：包含原点和旋转后点的三维散点图，及旋转轴线显示

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 需要MATLAB基础环境，可视化功能需要图形显示支持

文件说明

主程序文件封装了三维点绕轴旋转的核心算法实现，包含旋转矩阵构造、坐标变换计算等主要功能模块，同时集成了参数处理、结果验证和可视化展示等辅助功能，为用户提供完整的旋转变换解决方案。该文件实现了从参数输入到结果输出的完整处理流程，确保旋转计算的准确性和可靠性。