npm 包 gl-matrix-invert 使用教程

简介

gl-matrix-invert 是一款用于矩阵求逆的 npm 包。它可以帮助前端开发者在处理 3D 空间中的矩阵计算时，快速、准确地求出矩阵的逆矩阵，提升计算效率和准确度。

安装和使用

首先，我们需要在项目中安装 gl-matrix-invert。

--- ------- ----------------

接着，我们可以在代码中引入 gl-matrix-invert 这个模块，并使用它的 invert 方法进行矩阵求逆操作。

----- --- - ---------------------
----- ---- - ---------
----- ------ - ----------------------------

----- -------- - --------------
-- - -------- --------------

----- ------------- - --------------
--------------------- ----------

可以看到，在使用 gl-matrix-invert 时，我们还需要引入 gl-matrix 模块，因为它的参数类型和返回值类型都是 gl-matrix 中的类型。

深入学习

矩阵求逆的原理

在 3D 空间中，矩阵是一种十分重要的数据类型。它可以表示旋转、平移、缩放等变换操作，并通过矩阵乘法实现复合变换。但是，有时候我们需要对矩阵进行逆变换，即求出原始变换的反向操作。这时候就需要使用矩阵求逆操作。

在数学上，对于一个矩阵 A，存在一个矩阵 A^-1，使得 A * A^-1 = A^-1 * A = I，其中 I 表示单位矩阵。矩阵 A^-1 就是矩阵 A 的逆矩阵。如果矩阵 A 不可逆，那么它的逆矩阵不存在。

在计算机中，矩阵求逆的算法一般分为两种：解方程法和伴随矩阵法。这两种算法都依赖于高斯-约旦消元法（Gauss-Jordan elimination）。

gl-matrix-invert 的实现方式

gl-matrix-invert 就是使用了伴随矩阵法来实现矩阵求逆。具体来说，它使用了下面这个公式：

A^-1 = (1 / det(A)) * adj(A)

其中，det(A) 表示矩阵 A 的行列式，adj(A) 表示矩阵 A 的伴随矩阵。

在 gl-matrix-invert 中，adj(A) 的计算方式如下：

  1. 对于每个位置 (i,j)，求出矩阵 A 去掉第 i 行和第 j 列后的子矩阵 M_ij；
  2. 将 M_ij 的行列式乘以 (-1)^(i+j)，得到 A 的伴随矩阵中的元素 a_ji。

可以看到，这个算法的时间复杂度为 O(n^3)，即比较高。因此，在大规模的矩阵计算中，应该尽量避免对矩阵进行求逆操作，而是尝试使用其他的优化算法。

示例代码

下面是一个使用 gl-matrix-invert 进行矩阵求逆的示例代码。它使用了 WebGL 来绘制一个 3D 立方体，并对立方体进行了一些变换操作。

--------- -----
------
------
  ----- ----------------
  ----------------------- ----------
  -------
    ------ -
      ------ ------
      ------- ------
    -
  --------
-------
------
  -----------------
  ------- ----------------------------------------------------------------------------------
  ------- ------------------------------------------------------------------------------------------------
  --------
    ----- ------ - ---------------------------------
    ----- -- - ---------------------------
    -------------- -- ------------- ---------------

    ----- -------- - -
      --------- ---- -----------

      ------- ---- -------------
      ------- ---- -------
      ------- ---- --------

      ---- ------ -
        ----------- - ------------ - ------ - ------- - -----------
      -
    --

    ----- -------- - -
      --------- ------- ------

      ---- ------ -
        ------------ - --------- ---- ---- -----
      -
    --

    ----- ------- - ----------------------- ----------
    ----- ------------------------- - ----------------------------- --------------
    ----- ------------------------- - ------------------------------ ----------------
    ----- ------------------- - ------------------------------ ----------
    ----- -------------------- - ------------------------------ -----------

    ----- ------------ - -
      -- ----- ----
      ----- -----  ----
       ---- -----  ----
       ----  ----  ----
      -----  ----  ----

      -- ---- ----
      ----- ----- -----
      -----  ---- -----
       ----  ---- -----
       ---- ----- -----

      -- --- ----
      -----  ---- -----
      -----  ----  ----
       ----  ----  ----
       ----  ---- -----

      -- ------ ----
      ----- ----- -----
       ---- ----- -----
       ---- -----  ----
      ----- -----  ----

      -- ----- ----
       ---- ----- -----
       ----  ---- -----
       ----  ----  ----
       ---- -----  ----

      -- ---- ----
      ----- ----- -----
      ----- -----  ----
      -----  ----  ----
      -----  ---- -----
    --

    ----- ----------- - -
      --  --  --      --  --  --    -- ----- ----
      --  --  --      --  --  --    -- ---- ----
      --  --  ---     --  --- ---   -- --- ----
      --- --- ---     --- --- ---   -- ------ ----
      --- --- ---     --- --- ---   -- ----- ----
      --- --- ---     --- --- ---   -- ---- ----
    --

    ----- ---------------- - ----------------------------- --- ----------------------------
    ----- --------------- - ------------------------------------- --- --------------------------

    ----- ---------------- - --------------
    ---------------------------------- -- - ------- - ---- ------------ - -------------- ---- -------

    --- ----------- - --------------
    --- ---------- - --------------
    -------------------------- ----------- ----- ---- -------
    --------------------------- ------------ ----- ---- -------

    ------------------------------------------------------
    ------------------------------ ------------------
    ------------------------------------------------- -- --------- ------ -- ---

    -----------------------
    ---------------------------------------------- ------ ------------------
    ---------------------------------------- ------ ------------

    -------- -------- -
      ------------------ ---- ---- -----
      ---------------------------- - ---------------------

      ------------------------- ------------ ------- - ----
      ------------------------- ------------ ------- - -----

      ----- ------------- - --------------
      --------------------- -------------

      ----------------------------------------- ------ -------------

      ----------------------------- --- ------------------ ---

      ------------------------------
    -

    ---------

    -------- ----------------------- --------- -
      ----- ------------ - ------------------------------ ----------
      ----- -------------- - -------------------------------- ----------
      ----- ------- - -------------------
      ------------------------ --------------
      ------------------------ ----------------
      ------------------------
      -- --------------------------------- ---------------- -
        --------------------- -- ---- -------- -- -------------------------------
        ------ -----
      -
      ------ --------
    -

    -------- ------------------ ------- -
      ----- ------ - ----------------------
      ----------------------- --------
      -------------------------
      -- ------------------------------- ------------------- -
        --------------------- -- ------- ------- -- -----------------------------
        ------ -----
      -
      ------ -------
    -

    -------- ------------------------ ----- -
      ----- ------ - ------------------
      ------------------------- --------
      ------------------------- ----- ----------------
      ------ -------
    -
  ---------
-------
-------

在这个示例代码中，我们使用了 mat4 这个类型来表示矩阵，这个类型在 gl-matrix 库中定义。我们通过 mat4.create() 来创建一个 4x4 的单位矩阵，并使用 mat4.translate() 和 mat4.rotate* 等函数来对矩阵进行操作。同时，我们使用了 gl-matrix-invert 的 invert 方法来对模型矩阵进行求逆操作，从而实现“反向旋转”的效果。

来源：JavaScript中文网 ，转载请联系管理员！ 本文地址：https://www.javascriptcn.com/post/5eedaf68b5cbfe1ea061101f

阅读全文

猜你喜欢

  • GraphQL：用 Connection 优化节点查询

    前言 GraphQL 是一种由 Facebook 开发的数据查询和操作语言，它提供了一种更高效、更灵活的方式来获取和操作数据。GraphQL 的一个重要特性就是可以精确地指定需要查询的数据，避免了传统...

    2 个月前
  • Server-sent Events 的浏览器支持情况及解决方法

    什么是 Server-sent Events？ Server-sent Events（简称 SSE）是一种基于 HTTP 的服务器推送技术，它可以让服务器向客户端发送事件流，客户端通过监听这个事件流来...

    2 个月前
  • ECMAScript 2020（ES11）中的新特性：BigInt 转换

    在 ECMAScript 2020（ES11）中，新增了一种数据类型：BigInt。它是一种可以表示任意大整数的数据类型，可以用来解决 JavaScript 中整数运算的精度问题。

    2 个月前
  • CSS Reset 在 IE6、IE7 等老浏览器中的应用

    什么是 CSS Reset CSS Reset 是一种通过重置浏览器默认样式的方式，消除不同浏览器之间的差异，从而实现更加一致的样式效果的技术手段。在前端开发中，使用 CSS Reset 可以让我们更...

    2 个月前
  • ES6 中的类继承和原型链之间的关系解析

    在 ES6 中，引入了 class 关键字，使得 JavaScript 也具备了面向对象编程的能力。在类继承和原型链之间，有着密切的关系。本文将详细解析 ES6 中的类继承和原型链之间的关系，并提供一...

    2 个月前
  • 如何使用 Redux 处理 React 应用中的表单数据

    前言 在开发 React 应用时，表单数据的处理是非常常见的需求。然而，由于 React 的单向数据流和组件化特性，传统的表单处理方式可能会变得非常繁琐。而 Redux 作为一种状态管理工具，可以帮助...

    2 个月前
  • Redis 处理高并发的策略

    前言 随着互联网的发展，高并发已经成为了一个不可避免的问题。而 Redis 作为一款高性能的 NoSQL 数据库，也成为了处理高并发的重要工具之一。本文将会介绍 Redis 处理高并发的策略，并且会提...

    2 个月前
  • 响应式设计中的图片适配问题解决方案

    在响应式设计中，图片适配是一个比较棘手的问题。如果不加以处理，可能会导致图片在不同设备上显示不佳，影响用户体验。本文将介绍响应式设计中的图片适配问题，并提供解决方案。

    2 个月前
  • 解析 TypeScript 中 encapsulation（封装）的实现方式

    解析 TypeScript 中 encapsulation（封装）的实现方式 在 TypeScript 中，封装（encapsulation）是一种重要的面向对象编程的特性。

    2 个月前
  • PM2 崩溃处理：如何避免由于 PM2 进程奔溃导致应用崩溃？

    在前端开发中，我们经常使用 PM2 进行进程管理和部署。但是，当 PM2 进程崩溃时，应用也会跟着崩溃。如何避免这种情况的发生？本文将介绍 PM2 崩溃处理的方法和技巧，帮助您更好地管理和部署应用。

    2 个月前
  • 在 Node.js 中运行 HTTPS 服务器的方法

    Node.js 是一个非常流行的 JavaScript 运行时环境，它可以让我们通过 JavaScript 编写服务器端应用程序。在开发 Web 应用程序时，安全性是非常重要的。

    2 个月前
  • 详解 ECMAScript 2018 中的三个新操作符及其用法

    ECMAScript 2018 (简称 ES2018) 是 JavaScript 语言的最新标准，其中包含了许多新特性和语法糖。本文将详细介绍其中的三个新操作符及其用法，分别是：扩展运算符、剩余运算符...

    2 个月前
  • 解决 Enzyme 测试 React Native 组件时动画无法渲染的问题

    在开发 React Native 应用时，我们经常需要使用 Enzyme 来测试组件。然而，当我们测试涉及到动画的组件时，我们可能会遇到一些问题：动画无法渲染，导致测试失败。

    2 个月前
  • 使用 React Router 打造复杂而强大的 SPA 应用

    随着 Web 技术的不断发展，单页应用（Single Page Application，SPA）已经成为了现代 Web 应用的主流。SPA 通过异步加载数据和动态更新页面，提供了更快速、更流畅的用户体...

    2 个月前
  • AngularJS 中如何使用 ng-repeat 中的 filter 来过滤数据

    在 AngularJS 中，ng-repeat 指令是用于循环遍历数组或对象并生成 HTML 元素的常用指令。而 ng-repeat 指令中的 filter 属性则是用于过滤数据的功能。

    2 个月前
  • 如何在 Chai 中验证 Promise.all

    如何在 Chai 中验证 Promise.all 在前端开发中，Promise.all 是一个非常常用的功能，它可以让我们在多个异步操作完成后再执行一些操作，这个功能在实际开发中非常实用。

    2 个月前
  • Mongoose 实现数据批量更新的方式详解

    前言 在前端开发中，经常会涉及到对数据库中的数据进行批量更新的操作。而 Mongoose 是一款 Node.js 平台下的 MongoDB 对象模型工具，它提供了一种方便的方式来操作 MongoDB ...

    2 个月前
  • 在使用 lit-element 的时候，如何解决麻烦的 Shadow DOM 的变量传递问题

    前言 在使用 Web Components 的时候，我们通常会使用 Shadow DOM 来实现封装和样式隔离。然而，Shadow DOM 的封闭性也带来了一些挑战，其中之一就是变量传递问题。

    2 个月前
  • Tailwind CSS 如何实现动态换肤？

    随着互联网的发展，越来越多的网站和应用开始支持动态换肤功能。动态换肤不仅可以提升用户体验，还可以让用户在不同的环境下选择适合自己的主题，增加用户黏性和满意度。本文将介绍如何使用 Tailwind CS...

    2 个月前
  • 如何在 Less 中使用字符串操作函数？

    在前端开发中，样式表是不可或缺的一部分。而 Less 是一种动态样式语言，它是 CSS 的一种扩展。在 Less 中，我们可以使用字符串操作函数来处理字符串，这些函数可以帮助我们更加方便地操作字符串，...

    2 个月前

相关推荐