计算点和三维面之间的角度

我有一个三维点(x,y,z)和一个由三个(x,y,z)点定义的面。我尝试计算面和点之间的角度。这样,我可以在三维空间中像移动光源一样适当地着色面。

希望这张图片能给你一个我想要解决的问题的想法。这3个点都是相对于面的空间中的点,并且相对于其朝向方向有不同的角度。这就是我想找到的角度。如果这些点是光点,那么黑点会提供最亮的光,蓝点的亮度约为50%,绿点则非常暗。 enter image description here

虽然我可以计算任意两个点的大小,长度和点积,但我不知道如何计算面本身和点之间的角度。

我想知道如何计算点相对于面的角度,即:点的角度相对于面的角度。

我目前拥有的代码是:

-- 获取2D或3D向量的长度
local function vector2d3dLength(vector)
 return math.sqrt(vector.x * vector.x + vector.y * vector.y +(vector.z或0)*(vector.z或0))
end

-- 规范化2D或3D向量
local function normalise2d3dVector(vector)
 local len = vector2d3dLength(vector)

 if(len == 0)then
 return vector
 end

 local normalised = {x = vector.x / len,y = vector.y / len}  

 if(vector.z)then
 normalised.z = vector.z / len
 end

 return normalised
end

local function crossProduct3d(a,b)
 return {x = a.y * b.z−a.z * b.y,y = a.z * b.x−a.x * b.z,z = a.x * b.y−a.y * b.x}
end

local function dotProduct3d(a,b)
 return a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z
end

-- 从矢量a中减去向量b
local function subtract_vectors(a,b)
 local sub = {x = a.x-b.x,y = a.y-b.y}

 if(a.z〜= nil and b.z〜= nil)then
 sub.z = a.z-b.z
 end

 return sub
end
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用户1847592
用户1847592

-- 黑色/蓝色/绿色光源 local lightsource = { x = 111, y = 112, z = 113 }

-- 面上的3个点,第一个点是中心点 local facet = {{ x = 1, y = 2, z = 3 }, { x = 4, y = 5, z = 6 }, { x = 7, y = 8, z = 9 }}

local facet_normal = normalise2d3dVector(crossProduct3d( subtract_vectors(facet[2], facet[1]), subtract_vectors(facet[3], facet[1])))

local direction_to_lightsource = normalise2d3dVector(subtract_vectors(lightsource, facet[1]))

local cos_angle = dotProduct3d( direction_to_lightsource, facet_normal ) -- cos_angle可能是负数,这取决于面上的点是顺时针还是逆时针

local facet_brightness = cos_angle * max_brightness

2016-07-09 10:43:56