旋转矩阵

由角度生成二维和三维旋转矩阵

关于这个计算器

旋转矩阵计算器可由单个角度构建二维旋转矩阵 R(θ) = [[cosθ, −sinθ], [sinθ, cosθ]],或由三个角度构建三维矩阵 R = Rz·Ry·Rx(偏航—俯仰—滚转,ZYX 顺序)。它支持度或弧度,在特殊角处给出精确的元素值,验证 det(R) = 1,并绘制旋转后的基向量,让你直观看到矩阵的作用。适用于线性代数、计算机图形学、机器人学和物理学。

如何使用旋转矩阵计算器

  1. 在输入框中填入您已知的测量值。
  2. 读取计算出的属性——它们会在您输入时即时更新。
  3. 将图示与您的图形对照,确认设置无误。
  4. 复制页面 URL 以分享这次精确的计算。

常见示例

  • 2D,θ = 90° → [[0, −1], [1, 0]],det(R) = 1
  • 2D,θ = 45° → 所有元素为 ±√2/2 ≈ ±0.7071(特殊角处精确)
  • 3D,绕 z 轴偏航 90° → [[0, −1, 0], [1, 0, 0], [0, 0, 1]]:x̂ 落到 ŷ 上
  • 3D,滚转 30°、俯仰 45°、偏航 60°(ZYX)→ R₁₁ ≈ 0.3536,R₃₁ ≈ −0.7071,det(R) = 1

常见问题

旋转矩阵计算器是如何工作的?

输入图形的已知测量值,计算器会应用标准几何公式求出其余属性,并配以反映您数值的图示。所有值均以高精度运算计算。

什么时候会用到旋转矩阵计算器?

它可用于几何作业、技术制图、施工和 DIY 放样,以及任何已知图形的部分测量值而需要求出其余部分的场合。

结果有多精确?

公式内部以 30 位有效数字的精度求值,包括开方和三角函数。显示的数值会四舍五入以便阅读,但底层计算不会累积浮点漂移。

可以把某次计算分享给别人吗?

可以。您输入的每一个值都会同步更新到 URL,因此复制地址栏并分享链接,对方打开后就能看到完全相同的图形和结果。