局部坐标和全局坐标的区别主要体现在以下几个方面:
定义和参考系
全局坐标系:也称为世界坐标系,是一个固定不动的坐标系,作为三维空间中所有物体定位和变换的参考框架。在全局坐标系中,物体的顶点坐标是相对于这个坐标系来表达的。
局部坐标系:是一个假想的坐标系,与物体的相对位置始终保持不变。局部坐标系的主要目的是为了便于理解三维场景中对物体进行的平移和旋转操作。所有变换操作直接作用于局部坐标系,由于局部坐标系与物体的相对位置不固定,因此当对局部坐标系进行平移、旋转和缩放时,物体在场景中的位置和形状也会相应地发生变化。
坐标原点和轴向
全局坐标系:通常具有三条波浪线表示的x、y、z轴,这三条轴是固定不动的,并且是全局坐标系的标准参考。
局部坐标系:以物体的中心为坐标原点,物体的旋转或平移等操作都是围绕局部坐标系进行的。这意味着局部坐标系的轴向会随着物体的状态(如旋转或平移)而改变。
应用场景
全局坐标系:适用于需要全局定位和变换的场景,例如在三维建模和动画中,全局坐标系提供了一个稳定的参考框架,以便于对物体进行精确的位置和姿态控制。
局部坐标系:适用于需要理解物体局部变换的场景,例如在计算机图形学中,局部坐标系有助于简化复杂的变换操作,并且便于进行局部几何变换。
坐标变换
全局坐标系:坐标变换通常涉及将局部坐标系中的坐标转换到全局坐标系中,或者从全局坐标系转换到局部坐标系。这种转换可以通过矩阵运算来实现,如平移矩阵、旋转矩阵和缩放矩阵等。
局部坐标系:坐标变换直接在局部坐标系中进行,不需要进行全局坐标系的转换。这种变换操作通常更直观,便于理解和实现。
总结:
局部坐标和全局坐标的主要区别在于它们的参考系、坐标原点和轴向的不同。全局坐标系是固定不动的,作为全局参考框架;而局部坐标系是相对于物体变化的,用于描述物体的局部变换。在实际应用中,选择合适的坐标系可以简化问题并提高计算效率。