4次元立方体(テセラクト)の回転と展開図

4次元立方体を6つの回転平面で回し、3次元に映した影がどれだけ伸び縮みするかを数値で確かめられます。4×4の回転行列の表示とコピー、8つの立方体からなる展開図の折りたたみ、PNG画像とWebM動画の保存に対応しています。

色 = w(4つ目の座標)
w −2w +2
3.0
0%
3次元の影で最も短い辺—
3次元の影で最も長い辺—
最長 ÷ 最短—
頂点で辺どうしがなす角度—
4次元の角度との差(平均)—
辺の長さの合計:影/4次元—
回転の種類(行列から判定)—
頂点・辺・面・胞—

辺の長さは4次元→3次元の段階だけで測り、4次元での本当の長さに対する割合で示します。画面のドラッグはその後の3次元の視点を回すだけなので、これらの数値は変わりません。

暖色の辺ほど w が大きく、透視投影では4次元の視点に近いので大きく太く描かれます。図をドラッグする(または矢印キー)と3次元の視点を回せます。

設定の意味

6本のスライダーは XY・XZ・XW・YZ・YW・ZW の各平面を回す速さ(°/秒)で、右の数値欄が現在の角度です。行列は R = R_XY·R_XZ·R_XW·R_YZ·R_YW·R_ZW の順に掛けたものです。「4次元→3次元」で、w軸上の視点から見る透視投影か、wを捨てる平行投影かを選びます。透視投影では視点の位置 w を動かすと遠近の強さが変わります。

まず試してみること

「XWの単純回転」を押すと、内側と外側の立方体が入れ替わります。次に「YW回転・平行投影」で辺の長さの合計が 48.000 と 54.627 の間を行き来すること、「等傾回転」で回転の種類が α = β の等傾回転と表示されることを確かめてください。「展開図を開く」では、8つの立方体が十字形に開いてから4次元へ折りたたまれます。

結果の見方

辺の長さは4次元→3次元の段階だけで測り、4次元での長さに対する割合で示します。記事と同じ設定(視点 w = 3、回転なし)では最短65.0%・最長150.0%です。図のドラッグは3次元の視点を回すだけなので数値は変わりません。6つの角度の組は掛ける順番に依存するため、同じ回転を別の角度の組で表せる場合もあります。

次は、何を確かめる?

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