旋转后的两个矩形怎样用投影判断是否分开:规则练习第13例

  • 2026-11-09
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两个物体的横向范围重叠,并不表示旋转后的形状一定碰到。对于矩形,可以在双方边的法线方向上分别观察投影;找到一个分开的方向,就能排除相交。

本例矩形由中心和两条互相垂直的半边向量组成,四角是中心加减这两条向量。对每条半边取垂直向量作为轴,把所有角点与轴做点积得到投影区间。要求所有轴的区间都有严格正长度重叠,边或角仅仅接触不算进入。

本例输入与约定

六组互相独立的矩形比较。下表中心及半边向量格式均为横、纵坐标。

完整计算记录

第1组输入:[{'center': [8, 1], 'u': [1, 0], 'v': [0, 3]}, {'center': [-7, -1], 'u': [8, -6], 'v': [3, 4]}] 各轴投影与正重叠:[[[0, 1], [[-2, 4], [-11, 9]], True], [[-3, 0], [[-27, -21], [-12, 54]], False], [[6, 8], [[26, 86], [-100, 0]], False], [[-4, 3], [[-42, -16], [-25, 75]], True]] 内部相交:False 第2组输入:[{'center': [-5, 5], 'u': [3, 4], 'v': [-8, 6]}, {'center': [-8, 6], 'u': [1, 0], 'v': [0, 3]}] 各轴投影与正重叠:[[[-4, 3], [[-15, 85], [37, 63]], True], [[-6, -8], [[-60, 40], [-30, 30]], True], [[0, 1], [[-5, 15], [3, 9]], True], [[-3, 0], [[-18, 48], [21, 27]], True]] 内部相交:True 第3组输入:[{'center': [-3, -4], 'u': [8, -6], 'v': [3, 4]}, {'center': [-7, -10], 'u': [3, 0], 'v': [0, 1]}] 各轴投影与正重叠:[[[6, 8], [[-100, 0], [-148, -96]], True], [[-4, 3], [[-50, 50], [-17, 13]], True], [[0, 3], [[-42, 18], [-33, -27]], True], [[-1, 0], [[-8, 14], [4, 10]], True]] 内部相交:True 第4组输入:[{'center': [-10, -1], 'u': [2, 0], 'v': [0, 3]}, {'center': [1, 4], 'u': [3, 0], 'v': [0, 3]}] 各轴投影与正重叠:[[[0, 2], [[-8, 4], [2, 14]], True], [[-3, 0], [[24, 36], [-12, 6]], False], [[0, 3], [[-12, 6], [3, 21]], True], [[-3, 0], [[24, 36], [-12, 6]], False]] 内部相交:False 第5组输入:[{'center': [-10, -10], 'u': [2, 0], 'v': [0, 3]}, {'center': [-2, 9], 'u': [3, 4], 'v': [-4, 3]}] 各轴投影与正重叠:[[[0, 2], [[-26, -14], [4, 32]], False], [[-3, 0], [[24, 36], [-15, 27]], True], [[-4, 3], [[-7, 27], [10, 60]], True], [[-3, -4], [[52, 88], [-55, -5]], False]] 内部相交:False 第6组输入:[{'center': [0, -10], 'u': [3, 0], 'v': [0, 2]}, {'center': [-4, 8], 'u': [3, 4], 'v': [-8, 6]}] 各轴投影与正重叠:[[[0, 3], [[-36, -24], [-6, 54]], False], [[-2, 0], [[-6, 6], [-14, 30]], True], [[-4, 3], [[-48, -12], [-10, 90]], False], [[-6, -8], [[46, 114], [-90, 10]], False]] 内部相交:False

表中编号仅用于识别本例的元素。读取一个结果时,应先核对它对应的输入、处理顺序和边界约定;布尔值表示条件是否成立,空集合表示没有符合要求的对象,不应把这些字段混成同一种数值。

复核方法与适用范围

轴向量不用单位化,因为同一轴上双方投影会乘同一个正尺度。要检查双方提供的全部方向,不能只取一个矩形的方向;相同轴重复检查不会改变结论。

这里适用于非退化凸矩形,没有旋转扫掠和时间维度。一次检查只描述当前姿态,快速运动中的穿越仍需额外处理;表中布尔结果也不提供应把物体向哪边推出的完整响应。

练习时可以先独立计算最前面的一步,再检查最后的整体不变量。若结论不同,应保留各步记录,定位第一处差异;只调整最终数字会掩盖规则理解上的问题。改变输入后也要重新演算,而不是照抄这一例的输出。