强大的四元数运算工具。
输入四元数分量,选择运算,立即获得结果。支持加法、减法、乘法等。
通过这些示例了解常见的四元数运算。
两个四元数的分量逐项相加。
第一个四元数 (q1): w=1, x=2, y=3, z=4
第二个四元数 (q2): w=5, x=6, y=7, z=8
演示非交换乘法。
第一个四元数 (q1): w=0, x=1, y=0, z=0
第二个四元数 (q2): w=0, x=0, y=1, z=0
将四元数的向量部分取反。
第一个四元数 (q1): w=3, x=-1, y=2, z=5
计算逆四元数,常用于撤销旋转。
第一个四元数 (q1): w=1, x=1, y=1, z=1
q = w + xi + yj + zk
,其中 w
、x
、y
、z
为实数,i
、j
、k
为基本四元数单位。i² = j² = k² = ijk = -1
。由此可得 ij = k
、jk = i
、ki = j
及其反交换式 ji = -k
、kj = -i
、ik = -j
。非交换性(ij ≠ ji
)是四元数的关键特性,对3D旋转的正确表示至关重要。w
)和向量部分(v = xi + yj + zk
)的组合。这使其在三维空间中表示方向和旋转极为有用。w
、x
、y
、z
)。计算器支持整数和小数。q1 * q2
与 q2 * q1
相同。更正: 这是错误的。乘法顺序极其重要。对于旋转,q1 * q2
表示先应用q2旋转,再应用q1。顺序反了结果也不同。q = cos(θ/2) + (ax*sin(θ/2))i + (ay*sin(θ/2))j + (az*sin(θ/2))k
。q1 = w1 + x1i + y1j + z1k
,q2 = w2 + x2i + y2j + z2k
,则 q1 * q2
的结果为:w = w1w2 - x1x2 - y1y2 - z1z2
,x = w1x2 + x1w2 + y1z2 - z1y2
,y = w1y2 - x1z2 + y1w2 + z1x2
,z = w1z2 + x1y2 - y1x2 + z1w2
。q⁻¹ = q* / ||q||²
,其中 q*
为共轭,||q||
为模。共轭 q* = w - xi - yj - zk
,模平方 ||q||² = w² + x² + y² + z²
。p = 0 + v_x i + v_y j + v_z k
。旋转后向量 v'
通过 p' = q * p * q⁻¹
得到(单位四元数时逆等于共轭)。结果四元数p'的向量部分即为旋转后的v'。