Шесть степеней свободы

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

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 3D шутерах обычно поддерживается четыре степени свободы. В таком случае игрок может перемещаться в любом направлении по земле и в воздухе, также менять рыскание, но не крен и тангаж.

«Три степени свободы»

Аббревиатура англ. 3DoF обозначает только поступательное перемещение по трём направлениям, без вращения.

Ссылки

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