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1[컴퓨터응용가공산업기사 필기] 15년 3회차
3차원 변환에서 점 P(x, y, z, 1)을 Z축을 기준으로 임의의 각도마큼 회전한 경우 변환행렬 T는? (단, 반시계 방향으로 회전한 각이 양(+)의 각이고, 변환된 점 P* = P · T 이다.)
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해설

행벡터 규약 P∗=P⋅TP^{*}=P\cdot T 에서 Z축 회전 변환행렬은 1행이 (cos⁡θ, sin⁡θ, 0, 0)(\cos\theta,\ \sin\theta,\ 0,\ 0), 2행이 (−sin⁡θ, cos⁡θ, 0, 0)(-\sin\theta,\ \cos\theta,\ 0,\ 0), 3·4행이 단위행렬 형태인 것이다.

Z축 회전에서는 z좌표가 변하지 않고 x∗=xcos⁡θ−ysin⁡θx^{*}=x\cos\theta-y\sin\theta, y∗=xsin⁡θ+ycos⁡θy^{*}=x\sin\theta+y\cos\theta 로 변한다. 점을 행벡터로 두고 오른쪽에서 행렬을 곱하므로 −sin⁡θ-\sin\theta 가 2행 1열 자리에 오게 된다.

  • 1행이 (cos⁡θ, 0, −sin⁡θ, 0)(\cos\theta,\ 0,\ -\sin\theta,\ 0) 이고 2행이 (0, 1, 0, 0)(0,\ 1,\ 0,\ 0) 인 행렬은 y좌표가 보존되는 Y축 회전 행렬이다.
  • 1행이 (1, 0, 0, 0)(1,\ 0,\ 0,\ 0) 인 행렬은 x좌표가 보존되는 X축 회전 행렬이다.
  • 1행에 −sin⁡θ-\sin\theta 가 오고 2행에 sin⁡θ\sin\theta 가 오는 행렬은 열벡터 규약 P∗=T⋅PP^{*}=T\cdot P 용이라 주어진 곱셈 순서와 맞지 않는다.

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