AI 协作日志

学号：202412211401022 · 来源：ai-log.md

# 实验四 AI 协作记录

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> 学号：_202412211401022_______
> 姓名：__路馨______
> AI 工具与使用版本：豆包
## 协作 1：变换次序核验（Task B）

### 我的目标与先验预测

目标：对比 `T·R·S` 和 `R·T·S` 两种变换顺序，验证矩阵乘法不可交换；手动预判局部原点 (0,0,0) 经过两组变换后的世界坐标，和程序运行结果对照。
先验预测：原点经过旋转不会改变位置；先平移再旋转，原点停留在平移位置；先旋转再平移，平移后的点会被旋转带动。

### 关键提示词

> 
> 帮我写 Task B，两种次序 modelTRS=T・R・S，modelRTS=R・T・S，用 c.chain，tx=2、角度 90° 先手算中心坐标。

### AI 建议摘要

使用`c.chain(move, rotate, scale)`代表 `T·R·S`；`c.chain(rotate, move, scale)`代表 `R·T·S`；提醒`c.chain(A,B,C)`等价于矩阵 `A × B × C`，右侧矩阵先作用顶点。给出 90° 测试的理论坐标预期。

### 我的判断与手算

- `T·R·S`：S、R_Y 作用于原点，原点不变；再执行`T(2,0,0)` → 结果 **(2,0,0)**
- `R·T·S`：先 S，再 T 把点挪到 (2,0,0)，再绕 Y 轴 90° 旋转：`x'=-z, z'=x` → **(0,0,2)**

### 我实际测试的参数与坐标

测试参数：tx=2，angle=90°，scale=1
TRS 中心：(2.00, 0.00, 0.00)
RTS 中心：(0.00, 0.00, 2.00)

### 运行现象 / 数值结果

暖色立方体（TRS）固定在 X=2 位置，仅自身转向；青色立方体（RTS）绕世界原点旋转，90° 后跑到 Z 轴正方向。状态栏坐标和手算完全吻合；角度为 0° 时两个方块重合，不能证明矩阵可交换。

### 修正结论

三维变换矩阵乘法**不满足交换律**，平移与旋转的先后顺序会产生完全不同的几何效果；只有旋转角度为 0 时才碰巧结果一致。

## 协作 2：程序调试（Task D 层次关节）

### 错误现象与自己的初步分析

初始代码直接写`shoulderPose = c.T(0,.55,0)`，没有继承 basePose；调节基座 yaw 旋转时，基座转了，但是机械臂、探头留在原地不动，没有跟着基座一起转动。
初步猜测：平移写错了，或者 R 参数大小写错误。

### 提示词

> 
> Task D，肩部位姿要继承 basePose，父子层次，基座旋转带动肩部和末端，c.chain 顺序怎么写？

### AI 提出的可能原因

1. shoulderPose 没有把父矩阵 basePose 放进 chain 最左侧，没有继承父坐标系；
2. 缩放矩阵放进位姿 Pose，会把子部件拉伸变形；绘制缩放必须单独放在 draw 链末尾；
3. 旋转轴写错，俯仰应该是局部 Z 轴 `R("Z",pitch)`，不是 Y 轴。

### 我逐项完成的测试

1. 只调 yaw，观察臂是否跟随基座；
2. 固定 yaw=0，单独调节 pitch，观察基座是否不动、臂单独摆动；
3. 打印 shoulderPose 中心点坐标，对比预期值。

### 真实原因与修复

根源：肩部位姿没有继承基座位姿矩阵。
修复：

```
const shoulderPose = c.chain(basePose, c.T(0,.55,0), c.R("Z", pitch));
const tipPose = c.chain(shoulderPose, c.T(0,2.2,0));
```

父矩阵放在 chain 最左边，子局部变换放在右侧，保证父子坐标系传递。

### AI 建议是否采纳及理由

全部采纳。该层次变换逻辑是计算机图形学标准局部坐标系继承方式，符合 CG4 库`c.chain`矩阵左乘规则，测试后联动效果正常，父动带子、子不动父。

## 协作 3：主题场景协商（Task E）

### 我希望实现的对象关系

保留机械臂父子结构（基座→肩部→探头），额外增加一套独立动画：样本自转 + 标记绕样本公转；至少 3 个部件、一组父子、两种复合变换、两个独立可控参数，做成医学定位平台场景。

### 关键提示词

> 
> Task E，医学设备主题，左侧机械臂层次联动，右侧样本原地自转，小方块标记绕样本公转，用 c.chain 写自转和公转矩阵。

### AI 提供的两个方案与比较

方案 1（行星卫星）：中心天体自转，卫星公转；适合天文主题，但是和前面 D 机械臂关联性弱。
方案 2（医学定位机械臂 + 旋转样本台）：复用 D 的机械臂代码，新增样本台，一边是父子关节联动，一边是定点公转自转；可以复用 A-D 学到的变换知识，方便对照理解。

### 我的选择理由

选择方案 2 医学定位场景。复用之前 TaskD 机械臂层次代码，降低调试成本；同时包含**父子层级变换**和**绕定点公转**两种复合变换，满足任务硬性要求，和截图界面匹配。

### 实际矩阵链与交互参数

- basePose = `T(-2,-1.3,0) · R_Y(yaw)`
- shoulderPose = `basePose · T(0,0.55,0) · R_Z(pitch)`
- tipPose = `shoulderPose · T(0,2.2,0)`
- 样本自转：`T(P) · R_Y(spinAngle) · S`
- 标记公转：`T(P) · R_Y(orbitAngle) · T(r) · S`

交互参数：基座 yaw 角度、肩部 pitch 俯仰、动画 speed 倍速

### 两组对照测试

对照测试 1：固定 pitch=0，拖动基座 yaw 滑块 → 基座、机械臂、探头整体同步旋转；右侧样本、标记不受影响，独立自转公转。
对照测试 2：固定 yaw=0，拖动 pitch 滑块 → 基座不动，机械臂和探头单独俯仰摆动；暂停动画，所有旋转冻结，继续后动画连续无跳变。

### 最终结果和反思

最终场景和实验页面截图一致，满足全部任务约束：≥3 部件、1 组父子、两种复合变换、多个独立参数。
反思：层次变换核心是**父矩阵左乘**；绕点公转顺序很关键，必须先移到旋转中心、旋转、再向外偏移半径；缩放尽量放在绘制链末尾，避免污染子坐标系。