定义
矩阵:个数排成一个m行n列的数表,称为一个矩阵。
矩阵的行数和列数不一定相等。
符号:
同型矩阵:矩阵A与B是同型矩阵 A与B的行数相等,列数也相等。
例如
与是同型矩阵
矩阵相等:矩阵A与B相等A=B
矩阵的加法
两个同型的矩阵相加,就是对应位置的元素相加
即
则
相减同理。
矩阵的数乘
数k乘以矩阵A,就是用数k乘以矩阵A的每一个元素.
矩阵的乘法
只有当左边矩阵的列数等于右边矩阵的行数,两个矩阵才可以相乘
乘积矩阵AB的行数 = 左边矩阵A的行数。
乘机矩阵AB的列数 = 右边矩阵B的列数
如
中间相等(判断两个矩阵是否可以相乘),取两头(乘机矩阵的形状)
- 矩阵的乘法不满足交换律
AB有意义,BA可能无意义
当AB,BA都有意义时,AB,BA不一定相等.
- 矩阵的乘法不满足消去律
- 两个非零矩阵的乘积可能是零矩阵
若AB=0,推不出A=0或B=0
矩阵的乘法不满足交换律,矩阵乘积要注意次序,分左乘还是右乘。
AB——A左乘B
BA——A右承B
单位矩阵
AE=A,EA=A;其中 E 为单位矩阵
单位矩阵E在矩阵乘法中相当于数乘1
矩阵的转置
将矩阵A的各行依次变为列后得到的矩阵,即为A的转置矩阵。
矩阵对向量变换
Scale Matrix
Linear Transforms
线性变换 Linear Transforms(of the same dimension) important
缩放矩阵
Drawing 2025-08-07 00.15.20.excalidraw
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Excalidraw Data
Text Elements
S
0.5
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渲染矩阵
Drawing 2025-08-07 00.25.29.excalidraw
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Excalidraw Data
Text Elements
R
45
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以上这些变换都是 Linear Transforms
可以写成
我们发现有一个问题
Translation1 cannot be represented in matrix form
平移 无法用一个矩阵表示。这不是一个线性变换(一个向量乘以一个矩阵的形式)
引入 Homogeneous Coordinates (齐次坐标)
Homogeneous Coordinates
add a third coordinate (w-coordinate)
Matrix representation of translations 平移的矩阵表示形式
scale
rotation
translation
Transform Ordering Matter
Matrix multiplication is not commutative
矩阵的乘法不满足交换律
例如这两个矩阵不能交换位置。先平移,再旋转。
Footnotes
-
formal or technical the process of moving something from one place to another; the translation of the relics of St Thomas of Canterbury. 坎特伯雷圣托马斯的遗骸移葬。 ↩