William Rowan Hamilton 在 1843 年发明了四元数(quaternions)。他努力推广四元数来描述三维空间,不过当时有很多数学家反对,认为四元数很邪恶。
不过在一个世纪之后,四元数在计算机工业界起死回生,包括计算机图形学、机器人等领域应用广泛。他描述三维旋转简洁、计算高效、也能避免数值误差。
除此之外,四元数在量子力学方面也有应用。
定义
四元数的定义和相关规则如下:
由于单位四元数可以表示旋转作用,那么单位四元数的逆就表示对这个旋转作用的抵消作用。关于四元数的更多几何意义推荐观看四元数的可视化。
参考
- Rotation Transforms for Computer Graphics by John Vince
- 四元数的可视化
- 【几何系列】复数基础与二维空间旋转