Calculating a point on a sphere given a direction and face 2d normalized vectors in 3D space

I’m working on a 3D visualization project where I need to calculate a position of a point on ball.
I have 2 vectors:

  1. Normalized direction vector[x,z]: which tells us which hemisphere we will hit(where the ball will go) only in the x and z axis.

  2. Normalized face vector: what point in given hemisphere we want to know the position of (the 2d vector is a circle).

If we are given the radius of the ball and these 2 vectors, I want to calculate the point on the hemisphere opposite to the direction.

my idea is to first select the hemisphere opposite to the direction vector, then take that and calculate the point based on the face vector, but im not sure how to add the circumfrence to the equation.

I have thought of creating one big normalized 3d vector using these 2 vectors, then multiplying that vector with the radius, which gives us the point, but I cant prove this right.

how do we calculate the position of that point?

here is my attempts at it which all failed:
My first attempt returns the points from inside of the ball:

def calculate_impulse_point(direction, face, spin, radius, ball_position):
    impulse_direction = np.array([direction[0], 0.0, direction[1]])
    
    translated_distance_from_center = face[0] * impulse_direction
    
    spin_vector = np.array([
        translated_distance_from_center[2],
        face[1],
        translated_distance_from_center[0]
    ]) * spin
    
    world_point = ball_position + spin_vector * radius
    
    return world_point

my second attempt, which does not cover the entire hemisphere

def calculate_hit_point(direction, face, ball_radius=1.0):
    direction = np.array([direction[0], direction[1], 0])
    direction = direction / np.linalg.norm(direction)
    
    back_point = -direction * ball_radius
    spin_vector = np.array([-direction[1], direction[0], 0])
    
    hit_point = back_point + spin_vector * face[0] * ball_radius
    hit_point[2] = face[1] * ball_radius
    
    hit_point = hit_point / np.linalg.norm(hit_point) * ball_radius
    
    return hit_point

I tried to generate every possible face vector points using matplotlib, while fixing the direction, so i can visualize it, but i failed since the points should cover the entire hemisphere.
Thank you all!

here is the visualization

New contributor

Fiddy Granger is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật