【特集】三角関数やベクトルはどこで役立つ?実は3DやCADの世界で大活躍!

実生活でどこに使うの?

高校などで習う「実生活で役に立たないもの」としてやり玉に上げられることの多い三角関数やベクトルなどは計算や図形の問題として出題されることは多いですが、それが実社会においてどんな分野でどのように使われているかが語られることは少なく、どうしてもイメージしづらいものとなってしまっていることも事実です。

私たちDTダイナミクスが扱っている3DやCADソフトウェアの世界では位置・角度・方向の計算に以下をはじめとした幾何計算(Geometry Calculation)を非常によく使っています。

  • 三角関数
  • ベクトルの内積(Dot Product)
  • ベクトルの外積(Cross Product)

それぞれについて、詳しく視覚的に解説した記事が本テックブログにはあり、今後も記事の充実に努めていきます。
ただ丸暗記するだけでなくそれぞれの計算の意味をイメージできるとより身近に感じられるのではないでしょうか?

三角関数(sin / cos / tan)

以下のような計算をする時、角度から位置や方向を計算するときに使われます。

  • 物体の回転
  • カメラの向き
  • 形状に沿った座標計算

詳しくはこちらの記事で紹介しています。

内積(Dot Product)

  • 光の当たり方
  • 視界判定
  • 方向の一致判定

などのように、2つのベクトルがどれくらい同じ方向を向いているかが必要なときに活躍します。

外積(Cross Product)

ベクトルから面の向き(法線ベクトル)を求める計算です。
例えば以下で活用されています。

  • 3Dモデルの面の向き(法線)
  • CADの面計算
  • 物理エンジン

さいごに

三角関数やベクトル計算は今回取り扱ったCADのような設計・製造の分野だけでなく3Dを用いる分野では必ずと言っていいほど活用されています。

  • ロボット制御
  • 3Dゲーム
  • AR / VR
  • ドローン
  • 自動運転

このブログが幾何計算の具体的イメージに結びついたなら幸いです。