Шесть степеней свободы

Шесть степеней свободы (часто употребляется аббревиатура 6DoF, от англ. Six degrees of freedom) — указывает на возможность физического тела совершать геометрическое движения в трёхмерном пространстве, а именно: двигаться вперёд/назад, вверх/вниз, влево/вправо (в декартовой трёхмерной системе координат), а также совершать повороты Эйлера вокруг каждой из трёх взаимно перпендикулярных осей (рыскание, тангаж, крен), без вращения и без дополнительных векторов..

Шесть степеней свободы

Пояснение

Известно, что перемещение по любому вектору в пространстве можно представить в виде суммы трёх элементарных перемещений по базовым векторам вдоль каждой из осей, причём каждое такое элементарное перемещение невыводимо из двух других. Произвольный поворот формы в пространстве также может быть задан последовательностью поворотов вокруг каждой из осей (по Эйлеру). Отсюда количество 6 (шесть).

Поскольку движение вдоль каждой из трёх осей не зависит от движения по остальным двум и вращения вокруг любой из осей, движение действительно имеет 6 степеней свободы.

В компьютерных играх

Шесть степеней свободы также обозначает принцип построения компьютерных игр с отсутствием гравитации и/или полетами, где игрок может свободно двигаться и поворачиваться в трёхмерном пространстве. Классическими примерами компьютерной игры, реализующей принцип 6DoF, служат игры Descent и её сиквелы, Homeworld и Zone Of The Enders, шутер от первого лица Shattered Horizon, а также множество симуляторов управления самолетом, ракетой и прочей воздушной или космической техникой.

В большинстве 3D шутеров обычно поддерживаются систем с четырьмя степенями свободы, где игрок может перемещаться в любом направлении по земле и в воздухе, а также менять рыскание, но не крен и тангаж.

В некоторых играх используют систему с тремя степенями свободы, где игрок способен только на поступательное перемещение по трём направлениям. Такой подход обозначается аббревиатурой 3DoF от (англ. Three degrees of freedom).

Ссылки

• Matthew M. Peet, Lecture 9: 6DOF Equations of Motion / Spacecraft and Aircraft Dynamics, Illinois Institute of Technology