Python中vector()函数在计算机图形学中的应用

在计算机图形学中，vector()函数常用于表示和操作二维或三维空间中的向量，用于进行图像的变换、旋转、缩放等处理。以下是vector()函数在计算机图形学中的一些应用以及相关的使用例子：

1. 平移变换：

平移变换是图形学中常用的一种操作，可以将图像在二维平面上进行平移。通过vector()函数，可以定义一个表示平移向量的向量对象，然后将其与图像的每个顶点进行相加，实现整个图像的平移。

例子：

def translate(vector, points):
    translated_points = []
    for point in points:
        translated_point = vector + point
        translated_points.append(translated_point)
    return translated_points

translate_vector = vector(2, 3)
points = [vector(1, 1), vector(2, 2), vector(3, 3)]
translated_points = translate(translate_vector, points)

上述例子中，translate_vector表示平移向量(2, 3)，points为待平移的点集，translate()函数使用vector()函数实现平移操作，将每个点与平移向量相加，得到平移后的点集transalted_points。

2. 旋转变换：

旋转变换是将图形绕某个中心点进行旋转，通过vector()函数可以定义旋转中心点的向量以及旋转角度的向量对象，然后将其与图像的每个顶点进行运算，实现整个图像的旋转操作。

例子：

import math

def rotate(center, angle, points):
    rotated_points = []
    for point in points:
        rotated_x = (point.x - center.x) * math.cos(angle) - (point.y - center.y) * math.sin(angle) + center.x
        rotated_y = (point.x - center.x) * math.sin(angle) + (point.y - center.y) * math.cos(angle) + center.y
        rotated_point = vector(rotated_x, rotated_y)
        rotated_points.append(rotated_point)
    return rotated_points

center = vector(0, 0)
angle = math.pi/2
points = [vector(1, 0), vector(0, 1), vector(-1, 0), vector(0, -1)]
rotated_points = rotate(center, angle, points)

上述例子中，center表示旋转的中心点，angle表示旋转角度，points为待旋转的点集，rotate()函数使用vector()函数实现旋转操作，通过应用旋转公式将每个点进行计算，得到旋转后的点集rotated_points。

3. 缩放变换：

缩放变换是通过改变图像的尺寸来实现的，通过vector()函数可以定义一个表示缩放因子的向量对象，然后将其与图像的每个顶点进行运算，实现图像的缩放操作。

例子：

def scale(factor, points):
    scaled_points = []
    for point in points:
        scaled_point = vector(point.x * factor.x, point.y * factor.y)
        scaled_points.append(scaled_point)
    return scaled_points

scale_factor = vector(2, 2)
points = [vector(1, 1), vector(2, 2), vector(3, 3)]
scaled_points = scale(scale_factor, points)

上述例子中，scale_factor表示缩放因子，points为待缩放的点集，scale()函数使用vector()函数实现缩放操作，将每个点与缩放因子对应的分量相乘，得到缩放后的点集scaled_points。

总之，vector()函数在计算机图形学中广泛应用于表示和操作向量，可以方便地进行图像的变换、旋转、缩放等处理，提高了图形学处理的效率和简洁性。以上是vector()函数在计算机图形学中的一些应用以及相关的使用例子。