трусики женские украина

На головну

Паралельні проекції - Математика

Лабораторна №3

Паралельні проекції

Метою разділу є ознайомлення з елементарним математичним апаратом плоских геометричних проекцій. Для простоти будемо вважати, що при центральному проектуванні картинна площина перпендикулярна осі z і збігається з площиною z = d, а при паралельному збігається з площиною z = 0. Проекції розглядаються в системі координат спостерігача, що є лівосторонньою. Система координат, в якій вісь х спрямована вправо, вісь у - вгору, а вісь z - усередину екрана, природньо погоджується з екраном дисплея.

Рис.1 Центральна проекція

Кожну з проекцій можна описати матрицею розміром 4х4. Цей спосіб виявляється зручним, оскільки з'являється можливість об'єднати матрицю проектування з матрицею перетворення, представивши в результаті дві операції (перетворення і проектування) у виді однієї матриці. У цьому розділі ми одержимо матриці розміром 4х4 для декількох проекцій і насамперед для центральної. На рис.1 наведені три зображення лівосторонньої системи координат, у яких точка P проектується на проекційну площину, розташовану на відстані d від початку координат. Для обчислення координат Xр і Yp проекції точки (x, у, z) напишемо співвідношения, отримані з подібності трикутників (рис.1):

Перемножуючи обидві сторони кожного співвідношення на d, одержимо

Відстань d є в даному випадку масштабним множником, застосованим до координат Xp і Yp. Фактором, що приводить до того, що на центральній проекції більш віддалені об'єкти виглядають дрібніше, ніж ближчі, є ділення на z. Відзначимо, що допустимі всі значення z, крім z = 0. Точки можуть розташовуватися як за центром проекції на від'ємній частині осі z, так і між центром проекції і проекційною площиною.

Ці перетворення можна представити у вигляді матриці розміром 4х4:

Множачи точку  на матрицю . отримаємо загальний вираз для точки в однорідних координатах :

геометричний проекція косокутний матриця

Тепер, поділивши на W (що дорівнює z/d) для зворотнього переходу до трьох вимірів, отримаємо

Цей результат є коректним, оскільки містить перетворену z - координату з 1, що відповідає положенню проекційної ПЛОЩИНИ ВЗДОВЖ ОСІ 2.

Рис. 2 Інша схема побудови центральної проекції

При іншому представленні центрального проектування, застосовуваному в деяких роботах, проекційна площина сполучається з площиною 2 = 0, а центр проекції розташовується в точці 2 = - с (рис. 2). З подібності трикутників випливає

Звідси одержуємо

Матриця записується у виді

Цю матрицю можна одержати з матриці  шляхом переносу центра проекції в початок координат, застосування  і зворотнього переносу:

Ортографічне проектування на площину z = 0 очевидне. Напрямок проектування збігається з нормаллю до площини проекції, тобто в нашому випадку з віссю z. Таким чином, точка Р має координати:

Ця проекція описується матрицею

Рис. 3 Косокутна рівнобіжна проекція одиничного куба.

Точка Р' є проекцією точки P (0, 0, 1)

Розглянемо тепер косокутну проекцію, матриця якої може бути записана виходячи зі значень a і l (рис. 3). На рис. 3 зображений одиничний куб, спроектований на xy-площину. З малюнка видно, що проекцією точки P (0, 0, 1), що знаходиться на задній стороні' одиничного куба, є точка Р'(l соsа, l sіnа, 0), що належить площині ху. По визначенню це означає, що напрям проектування збігається з відрізком РР', що проходить через ці дві точки (рис. 4). Цей напрям є Р'-Р= (l соsа, l sina, -1). Напрям проектування складає кут р із площиною ху.

Тепер розглянемо довільну точку x, у, z і визначимо її косокутну проекцію (Хр,Ур) на площину ху. На рис. 5 показані два зображення точки і проектор, що рівнобіжний проектору, приведеному на рис.4. Рівняння для x- і y-координат проектора як функцій z мають вид у=mz+b. Вирішуючи два рівняння относительно Хр і Yр, відзначених на рис.5, одержуємо


Матриця розміром 4х4, що виконує ці дії і, отже, описує косокутну проекцію, має вигляд

Застосування матриці  приведе до зсуву і наступного проектування об'єкта: площини з постійною координатою z = z1 переносяться в напрямку х на z1*l соsa в напрямку y на z1*l sina і потім проектуються на площину z = 0. Зсув зберігає паралельність прямих, а також кути і відстані в площинах, паралельних осі z.

Рис. 4. Косокутна паралельна проекція Р'(l соsа, l sinа, 0) проекцією точки P (0, 0, 1).

Рис. 5 Косокутна паралельна проекція (Xp, Yp, 0) точки (x, y, z).

Для проекції кавальє l=1, тому кут р, показаний на рис.4.17, складає 45°. Для проекції кабіні l=1/2, а b=агtg (2) =63,4°. У випадку ортографічної проекції l = 0 і b = 90°, тому  є окремим випадком .

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка