Инструментальные средства работы с графической информацией. Лекция 3

Содержание

Слайд 2

Лекция 3 Преобразование координат

Лекция 3 Преобразование координат

Слайд 3

Координатный метод был введен в XVII веке французскими математиками Р.Декартом и П.Ферма

Координатный метод был введен в XVII веке французскими математиками Р.Декартом и П.Ферма
каждая точка (пиксел) на экране монитора, на листе бумаги при печати задается координатами
любой объект находится в пространстве и описывается своими координатами
при изменении положения объекта в пространстве изменяются его координаты

Координатный метод

Слайд 4

Пусть задана n-мерная система координат в базисе (k1, k2, …, kn), которая

Пусть задана n-мерная система координат в базисе (k1, k2, …, kn), которая
описывает положение точки в пространстве с помощью числовых значений ki
Если задать другую, N-мерную, систему координат в базисе (m1, m2, …, mN) и поставить задачу определения координат в новой системе, зная координаты в старой, то решение можно записать в таком виде (1)

где fi – функция пересчета i-ой координаты
Обратная задача: по известным координатам (m1, m2, …, mN) определить координаты (k1, k2, …, kn), записывается в виде (2)
где Fi – функция обратного преобразования

(1)

(2)

Преобразование координат

Слайд 5

По виду функции преобразования различают линейные и нелинейные преобразования
Если при всех j=1,

По виду функции преобразования различают линейные и нелинейные преобразования Если при всех
2, …, N функции fj – линейные относительно (k1, k2, …, kn), то есть
fj = aj1k1 + aj2k2 +…+ ajnkn + ajn+1,
где aji – константы, то такие преобразования называются
линейными, а при n=N – аффинными
Если хотя бы при одном j функция fj – нелинейная относительно (k1, k2, …, kn), тогда преобразование координат в целом является
нелинейным

Преобразование координат

Слайд 6

Линейные преобразования наглядно записываются в матричной форме

т.е. матрица коэффициентов aij умножается на

Линейные преобразования наглядно записываются в матричной форме т.е. матрица коэффициентов aij умножается
матрицу-столбец ki, и в результате будем иметь матрицу-столбец mi

Преобразование координат

Слайд 7

Зададим некоторую двумерную систему координат (x,y). Аффинное преобразование на плоскости описывается формулами

где

Зададим некоторую двумерную систему координат (x,y). Аффинное преобразование на плоскости описывается формулами
A, B, …, F – константы. Значение (X,Y) можно рассматривать как координаты в новой системе координат
Обратное преобразование (X,Y) в (x,y) также является аффинным:

В матричном виде:

Аффинные преобразования на плоскости

Слайд 8

1. Параллельный сдвиг координат

0 dx x

dy
y

0 X

Y

В матричной форме:

Обратное преобразование:

Аффинные преобразования на

1. Параллельный сдвиг координат 0 dx x dy y 0 X Y
плоскости

Слайд 9

2. Растяжение-сжатие осей координат

0 x X

y
Y

В матричной форме:

Обратное преобразование:

Аффинные преобразования на плоскости

2. Растяжение-сжатие осей координат 0 x X y Y В матричной форме:

Слайд 10

3. Поворот

В матричной форме:

Обратное преобразование:

y

Y

X

x

P

α

Аффинные преобразования на плоскости

3. Поворот В матричной форме: Обратное преобразование: y Y X x P

Слайд 11

В общем виде записываются

где A, B, …, N – константы
В матричном виде

.

Трехмерные

В общем виде записываются где A, B, …, N – константы В
аффинные преобразования

Слайд 12

.

1. Сдвиг осей координат соответственно на dx, dy, dz:

2. Растяжение/сжатие на kx,

. 1. Сдвиг осей координат соответственно на dx, dy, dz: 2. Растяжение/сжатие
ky, kz:

Трехмерные аффинные преобразования

Слайд 13

.

3. Повороты – в трехмерном пространстве существует больше разновидностей поворота, сравнительно с

. 3. Повороты – в трехмерном пространстве существует больше разновидностей поворота, сравнительно
двумерным пространством
Поворот вокруг оси x на угол ϕ

Трехмерные аффинные преобразования

Имя файла: Инструментальные-средства-работы-с-графической-информацией.-Лекция-3.pptx
Количество просмотров: 30
Количество скачиваний: 0