#零基础 10 篇
本课只解决一个问题 为什么“求一个好参数化”经常被改写成“让某个能量最小”? 能量把许多局部要求汇总成一个数,优化则从允许的候选中寻找这个数最小的那个。 1. 从一元二次函数开始 E(x)=12ax2−bx,a>0.E(x)=\fra…
本课只解决一个问题 为什么二维共形几何总喜欢把点 (x,y)(x,y)(x,y) 写成 z=x+iyz=x+iyz=x+iy? 因为复数乘法会自动完成“统一缩放加旋转”,这恰好是局部保角线性映射的结构。 1. 虚数单位不是想象游戏 定义一个…
本课只解决一个问题 为什么能量写成积分,而离散算法又把积分变回三角形求和? 积分的核心不是“找原函数”,而是把无数个微小贡献累加起来。 1. 先从有限求和开始 一条长度为 111 的区间分成 nnn 小段,每段宽度 Δx=1/n\Delta…
本课只解决一个问题 一个二维到二维的变形,在某一点附近究竟怎样拉伸和旋转? 一元函数用一个导数描述局部变化;多元函数需要偏导、梯度和 Jacobian 矩阵。 1. 偏导:一次只改变一个输入 设 f(x,y)=x2+3xy+y2.f(x,y…
本课只解决一个问题 “局部保角”中的“局部”怎样变成可计算的数学条件? 答案是导数:把一个弯曲、非线性的函数在很小邻域内近似成线性函数。 1. 平均变化率 函数 y=f(x)y=f(x)y=f(x) 从 xxx 走到 x+hx+hx+h,输…
本课只解决一个问题 求解 Ax=bAx=b Ax=b 究竟是在找什么?为什么网格参数化必须固定边界或锚点后才能求解? 1. 方程组是多个条件的交集 考虑 {x+y=3,x−y=1.\begin{cases} x+y=3,\\ x-y=1. …
本课只解决一个问题 矩阵 A=(2001)A=\begin{pmatrix}2&0\\0&1\end{pmatrix} A=(2001) 为什么表示“横向拉伸两倍、纵向不变”? 本课不先背矩阵乘法规则,而是从“基向量被送…
本课只解决一个问题 怎样只用数字计算方向、长度、夹角、投影和三角形面积? 这些量以后会分别变成切向量、度量、共形条件和网格面积。 1. 点和向量不是同一种对象 点表示位置,向量表示位移。若 p=(1,2),q=(4,6),p=(1,2),\…
本课只解决一个问题 怎样用数字描述“转了多少”,并从三条边算出三角形的角? 共形映射的核心是局部保持角度。若角度和三角函数没有真正掌握,后面的“保角”只会变成一句口号。 1. 角度测量的是旋转量 一整圈可以分成 360∘360^\circ3…
本课只解决一个问题 为什么一张曲面可以写成 r(u,v)=(u,v,u2+v2)\mathbf r(u,v)=(u,v,u^2+v^2) r(u,v)=(u,v,u2+v2) 为什么这能表示一张曲面? 答案依赖两个基础概念:函数负责建立对应…