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是否有一种简单有效的方法可以在 3 维空间中“悬挂”的磁盘上生成随机(均匀分布)点?磁盘由其法线定义。

理想情况下,我想避免旋转矩阵,因为我不完全理解它们,而且我知道它们有问题。

到目前为止,我已经尝试生成一个 3D 单位向量并将其投影到磁盘的平面上,这确实确保了该点在磁盘内,但不能确保它是均匀分布的。我还尝试根据其长度的某些函数缩放生成的向量,但无论如何我都无法得到均匀的分布。

我有一个想法,涉及创建两个相互垂直且垂直于法线的向量,以定义局部坐标系。然后我可以像在 2D 中一样在单位磁盘上生成一个点,并将结果转换回全局坐标系。这似乎非常有效,因为它涉及一些预计算(我完全可以接受)并且之后只进行简单的计算(这是针对光线追踪器的,所以它会发生很多)。问题是,我不知道如何可靠地计算局部坐标系的基向量,同时避免可能出现的共线性问题。

任何帮助深表感谢。

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为法线 n = (a,b,c) 的平面计算正交基向量 u, v 的一种简单方法是找到具有最小绝对值的分量,并使 u 与该分量正交;其余的几乎都紧随其后。例如,如果第一个分量是绝对值最小的分量,您可以选择这些基向量:

u = (0, -c, b)                //  n·u = -bc+cb = 0

v = (b²+c², -ab, -ac)         //  n·v = ab²+ac²-ab²-ac² = 0, u·v = abc-abc = 0
于 2013-10-12T19:28:59.480 回答