我无法理解`scipy`库的外部和内部旋转顺序

scipy库中的旋转操作涉及到外部旋转（extrinsic rotation）和内部旋转（intrinsic rotation）的概念。这两种旋转方式在三维空间中的变换和应用上有所不同。

基础概念

外部旋转：

• 外部旋转是指坐标系相对于物体本身进行旋转。
• 在外部旋转中，物体保持不动，而观察者的视角或坐标系围绕物体旋转。
• 这种旋转方式通常用于描述物体在固定世界坐标系中的姿态变化。

内部旋转：

• 内部旋转是指物体自身各部分之间的相对旋转。
• 在内部旋转中，物体本身相对于自己的坐标系进行旋转。
• 这种旋转方式常用于描述物体内部各部分之间的相对运动，如关节的旋转。

相关优势

• 外部旋转的优势在于它能够直观地描述物体在全局坐标系中的位置和方向，便于与其他物体或环境进行交互。
• 内部旋转的优势在于它能够精确地控制物体内部各部分的相对运动，适用于复杂的机械结构或动画制作。

类型与应用场景

• 外部旋转常用于机器人学、计算机视觉和游戏开发等领域，用于描述物体在全局坐标系中的运动。
• 内部旋转常用于生物力学、动画制作和虚拟现实等领域，用于描述物体内部结构的相对运动。

遇到的问题及解决方法

如果你在理解或应用scipy库中的旋转时遇到困难，可能是因为对这两种旋转方式的差异不够清晰。以下是一些建议：

1. 明确旋转对象：确定是坐标系在旋转（外部旋转），还是物体自身在旋转（内部旋转）。
2. 选择合适的库函数：scipy.spatial.transform.Rotation提供了丰富的旋转操作功能，包括外部旋转和内部旋转。确保你理解每个函数的用途和参数含义。
3. 参考文档和示例：查阅scipy官方文档中的旋转部分，以及相关的教程和示例代码，这些资源通常会提供详细的解释和实用的例子。

示例代码

以下是一个使用scipy.spatial.transform.Rotation进行外部旋转的简单示例：

import numpy as np
from scipy.spatial.transform import Rotation as R

# 创建一个旋转对象，绕z轴旋转90度
rot = R.from_euler('z', 90, degrees=True)

# 定义一个点在原始坐标系中的位置
point = np.array([1, 0, 0])

# 应用旋转
rotated_point = rot.apply(point)

print(rotated_point)

在这个示例中，我们创建了一个绕z轴旋转90度的旋转对象，并将其应用于一个点。输出将是该点在旋转后的新位置。

参考链接

• scipy.spatial.transform.Rotation

通过理解这些基础概念和应用场景，你应该能够更好地掌握scipy库中的旋转操作。