ベクトルとは何？ 初心者でも分かりやすく徹底解説 【 Processing 番外編 】
こんにちはみおです！
今回は、Processing番外編という事で、実践編No.5にも出てきた”ベクトル”について徹底解説していきたいと思います。
まずProcessingって何？と思った方はこちらをご覧ください。
Processingとは一体なに⁈ 【 特徴とProcessingを使って出来る事 】 - Processingの基礎と応用
それでは早速やっていきましょう！
こんなに簡単！店舗向けホームページがすぐ始められる「グーペ」 
ベクトルとは
ベクトルとは、「大きさと向きを持った量」の事です。
このような矢印をイメージしてみてください。
スカラーとは
ベクトルに対して、向きを持たずに、大きさのみを持つ量を『 スカラー 』と呼びます。
ベクトルとスカラーの見分け方
では、どのような物がベクトルで、どのような物がスカラーなのでしょうか。
日常に使われる物で説明をしていきたいと思います。
- スカラー : 重さ、距離、エネルギー、時間
- ベクトル : 位置、速度、加速力、力、運動量
少し紛らわしいかもしれませんね。
これらの違いを見分けるポイントは、”矢印”として表現できるかどうかです。
例１ :
「1000km」という”距離”を考える = 大きさのみを持つスカラー
「東京と北海道間の1000km」という”位置”を考える = ベクトル
なぜ？
2つ目は、東京と北海道を結ぶ、向きと大きさを持った矢印で表せれるからです。
例２ :
スピードが「速い」「遅い」＝スカラー（時間）
「時速100km」のようにある特定の時間内に移動する距離 = ベクトル（速度）
なぜ？
位置Aから位置Bまで移動して、矢印で表す事が出来るからです。
ベクトルとスカラーの違いについて、何となく分かってきましたか？
ベクトルの計算
ベクトルは足し算や引き算をする事が出来ます。
ベクトルの足し算
1つ目のベクトルの終端に、もう1つのベクトルを繋ぎます。
最初のベクトル(a)の始点と最後のベクトル(b)の終点を結んだベクトルが足し算の結果(a + b)となります。
ベクトルの引き算
同じ位置の点から、2つのベクトルを描きます。
1つ目のベクトル(a)の終点と、2つ目のベクトル(b)の終点を結んだベクトルが引き算の結果(a-b)となります。
位置ベクトルと速度ベクトル
これまで、平面状での物体の位置を表現する際に、X座標とY座標を別々の値として扱ってきていました。
ですが、ベクトルを使用するとX座標とY座標の2つの値を、1つのベクトルとしてまとめられてしまいます。
なぜそのようになるんでしょか？
それは、平面での位置は、原点(0, 0)の点から自分自身の座標(x, y)へのベクトルとして表現できるので、そうなってしまうのです。
また、画面上でのアニメーションは、現在のフレームと次のフレームとの差分の繰り返しによって生まれます。
つまり、１フレームという時間の区切りでの位置ベクトルの変化がアニメーションの最小単位となるのです。
位置ベクトルの変化も大きさと向きを持ったベクトルです。
これを”速度ベクトル”と言います。
今日のまとめ
今回はベクトルについて解説していきました。
少し難しく感じてしまったかもしれませんが、実際にベクトルを使っていくと何となく分かってくると思います。
この記事が少しでも参考になれば良いかなと思います。
TwitterのDMとかにもどんどん質問募集しているので、分からない事があれば、ぜひ質問してください！
みおはぴ🐰 @大学生プログラマー (@mio_Processing) | Twitter
という事で今回はこの辺で終わりにしたいと思います。
また次回も見てもらえると嬉しいです！
合わせて読みたい
今更聞けない?! エンジニアってどんな職業？ 【 プログラミング 豆知識 】 - Processingの基礎と応用
プログラミング言語の種類 自分に一番あった言語を見つけよう！ 【 プログラミング豆知識 】 - Processingの基礎と応用
入門編に出てきた単語一覧 No.2 〜 No.12 【 Processing 入門編 No.13 】 - Processingの基礎と応用
