3 Boyutta Nokta-Doğru Uzaklığı Hesaplama

Uzaklığı bulmak için noktayı, doğru üzerindeki bir noktayı ve doğrunun yönünü girin.

Nasıl hesaplanır?

Doğru, üzerindeki A = (ax, ay, az) noktası ve D = (dx, dy, dz) yön vektörüyle tanımlanır; sınanan nokta P = (px, py, pz)’dir. Dokuz sayının hepsi gereklidir ve koordinatlar tek bir uzunluk birimini paylaşır; uzaklık da o birimde (genel “birim” olarak) çıkar. Araç w = P − A vektörünü kurar, w × D çapraz çarpımını alır ve uzaklık = |w × D| ÷ |D| sonucunu verir. Ayrıca |D| ile |w × D| değerini (paralelkenar alanı, birim kare) gösterir. D, (0, 0, 0) olamaz: sıfır yön bir doğru tanımlamaz, bu yüzden sonuç çıkmaz. Sonuçlar dört ondalıkla verilir.

Örnek hesaplama

P = (3, 1, 4), A = (0, 0, 0) ve D = (1, 2, 2) olsun. Bu durumda w = P − A = (3, 1, 4) ve |D| = √(1 + 4 + 4) = 3 olur. Çapraz çarpım w × D = (1·2 − 4·2, 4·1 − 3·2, 3·2 − 1·1) = (−6, −2, 5) ve uzunluğu √(36 + 4 + 25) = √65 = 8,0623’tür. Bölünce 8,0623 ÷ 3 = 2,6874 birim bulunur; bu, noktanın doğruya olan en kısa uzaklığıdır.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Yön vektörü yerine doğru üzerindeki ikinci noktayı yazmak. D, doğru üzerindeki iki noktanın farkı (B − A) olmalıdır, B’nin kendisi değil.
  • Sıfır yön vektörü girmek; örneğin doğru üzerinde seçilen iki nokta aynı nokta ise. Doğru tanımlanmaz ve hesap yapılmaz.
  • D’nin uzunluğunun sonucu etkileyeceğini sanmak. D’yi 2 ile çarpmak |D| ve |w × D| değerlerini değiştirir ama uzaklığı değiştirmez; örnekte 2,6874 kalır.
  • Doğruyu doğru parçası saymak. Doğru sonsuzdur, bu yüzden uzaklık, sonlu bir doğru parçasının en yakın ucuna olan uzaklıktan küçük çıkabilir.
  • Koordinatlarda birimleri karıştırmak (P için metre, A için santimetre). Dokuz değerin hepsi aynı birimde olmalıdır.

Bu hesaplama hakkında

Üç boyutlu uzayda bir noktadan bir doğruya olan en kısa uzaklık, |(P−A)×D| / |D| vektör formülüyle bulunur; burada A doğru üzerindeki bilinen herhangi bir nokta, D doğrunun yön vektörü ve P sorgulanan noktadır. (P−A)×D çapraz çarpımı, büyüklüğü iki vektörün oluşturduğu paralelkenarın alanına eşit bir vektör üretir; bu alanı D'nin uzunluğuna bölmek onu dik bir uzaklığa indirger — en yakın noktayı ayrıca hesaplamaya gerek bırakmayan, vektör cebirinin özlü bir uygulamasıdır.

Bu hesaplama, bilgisayar grafikleri, robotik ve CAD/CAM yazılımlarında sıkça kullanılır; çarpışma tespiti, ışın-eksen uzaklık kontrolleri, kamera ve ışık konumlandırma ile takım yollarının referans doğrulara göre doğrulanması bunlar arasındadır. Mühendisler ve 3B programcılar, bir sistemin tam bir en-yakın-nokta izdüşümü hesaplamadan bir nesnenin tanımlı bir yörüngeye veya kenara ne kadar uzakta olduğunu bilmesi gerektiğinde bu yönteme başvurur.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Araç yalnızca mesafeyi verir, dikmenin düştüğü noktayı vermez. O noktaya da ihtiyacınız varsa t = (P − A)·D / |D|² hesaplayın; dikme ayağı A + t·D olur. Hızlı bir sağlama için doğru üzerinde olduğunu bildiğiniz bir nokta girin, sonuç 0,0000 çıkmalıdır. En yakın noktanın kendisi ek çıktı olarak işinize yarar mıydı?

Popüler hesaplayıcılar

Tüm Hesaplayıcılar