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3次元のベクトルの回転

任意の3次元ベクトルrをある角度θ、φだけ回転させた時のベクトルをr’とした場合、どのように求めることができるのでしょうか? 2次元の場合は、 x' = xcosθ + ysinθ y' = -xsinθ + ycosθ として求めることができたのですが、3次元は全くわかりません。 宜しくお願い致します。

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  • oyaoya65
  • ベストアンサー率48% (846/1728)
回答No.2

考え方のヒント 2次元の場合、右回りにθ回転した場合(θの減る方向に回転した場合) x=rcosα,y=rsin(α) ---(1) x'=rcos(α-θ)=rcosαcosθ+rsinαsinθ y'=rsin(α-θ)=rcosαcosθ+rsinαsinθ これに(1)の式を代入すれば質問者の式が出てきますね。 3次元の場合も同様に以下のように考えればいいですね。 r→r' x=rcosαcosβ,y=rcosαsinβ,z=rsinα---(2) として x'=rcos(α+φ)cos(β+θ), y'=rcos(α+φ)sin(β+θ), z'=rsin(α+φ) と置いて(2)の関係を使って r,α,βを消去して、x,y,zとθとφだけの式にすればいいですね。 消去の仕方は分かりますね。 ここで、αが地球の緯度(北緯がαの正の方向)に当たる角度、βは地球の経度(東経がベータの正の方向)としています。 ここで、φはαの正の方向の回転の時を正の方向の回転とします。 同様にθはβの正の方向の回転の時を正の方向の回転とします。 後は計算して求めて見てください。

gou5856
質問者

お礼

oyaoya65さん 回答ありがとうございます。 がんばって計算しようと思います。

その他の回答 (2)

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.3

3次元ベクトルの回転は四元数を使うと綺麗に書けたりします.

gou5856
質問者

お礼

Tacosanさん 回答ありがとうございます。 じっくり考えてみようと思います

  • takamm
  • ベストアンサー率40% (4/10)
回答No.1

角度θ、φとは、どの面に対して角度θ、φなのでしょうか?それが分からなければ答えようがありません。

gou5856
質問者

補足

どの面に対してというのがいまいち理解できていないのですが、 元のベクトルrの方向ベクトルを基準にθ、φだけ回転させたいと思っています。

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