三次元空間の射影変換 - 点、平面、線形、二次表面

空間における三次元点1

3次元空間P内に3点(X、Y、Z)におけるT、その同次座標4要素ベクトル(X- 1、X- 2、X- 3、X- 4T、((X-として表現正規化することができます、Y、Z ,. 1)Tは、場合X- 。4  = 0、点は無限大であることを示しています。

3次元空間P 3点に射影変換、4×4行列Hによっては、得られたビューを整列させることにより、非特異ベクトルXである左、即ち、X「= HX。変換行列Hは、15自由度に加え、任意の倍率を有します。

2.三次元空間の平面

二次元空間の方法は、直線、平面三次元空間は、次式のように表すことができる類似度を表します

P 1 X + N 2 Y N + 3 Z + P = 0

したがって均質平面は=π・(πとして表される。1、[PI] 2、[PI] 3、[PI] 。4T、3自由度を有しています。式を省略することができます

π T X = 0

これは、その点= X-(X、Y、Zは,. 1)を意味し、Tは 平面π上に配置されます。

3.平面自然

三つは、平面を決めました。3線形独立点X-たIは、のために  I  = 1,2 ,. 3、それらは、π満たすために、平面π、すなわち、上に配置されているT X- I  = 0。得られたマトリックスを積み重ねます

従って、平面πは3×4行列のヌル空間ベクトルであり、任意の比率の尺度であることができる、一意に決定されます。

平面P内の空間2の二点によって決定直線では、ヌル空間ベクトル法を用いて解くことができる直線Lに加えて、2点均質の外積によって= X×Y Lを直接得ることができます。三次元空間Pにおいて3、また、外積の平面と同様の方法によって解決されます。

3つの平面その決定。3つの線形独立平面のπ有するIに対する  I  = 1,2 ,. 3は、それらが式Xの交点によって決定することができます

  

点Xは、零空間ベクトルの3×4行列です。これは、空間平面Pである2二行の三次元空間Pの点で交差する。3拡張。

投影変換。変態点X「は、低級HXを=、変換平面は以下のように表されます。

P「= H -T P

パラメータ化。平面上の点Xは、πのように記述することができます

X =はMx

前記行列の各列Mは、π4x3のあるT零空間、すなわち、[PI] M = 0。3元Xは、2次元空間Pにおけるベクトルx表す2に投影し、パラメータ化点Xであります

4.三次元空間における直線

これは、2つの点を結ぶ直線、又は二つの平面の交点として定義することができます。三次元空間内の点は、3自由度、2つの接続点Aを有し、Bは以下の式を満たします

(3つの自由度があるので、3×4行列のヌル空間)見られ、これは直線L 2×4行列零空間であり、それは4自由度を有しています。空間Pに3が5要素ベクトル、均一な面があるため、対象物4の自由度で均質困難で表され、点は4要素ベクトルで表されます。この問題は表現が難しい表し解決する方法はいくつかあります。

直線の図の組み合わせ。直接Wが表される2×4のマトリックス上直線で三次元空間:

グループ代表ベクトル空間は、スパンとして、2つのポイントは、これらの2点の組み合わせを含んでいます。直線は、実際にWの零空間であります 一方、零空間Wは、2つの直線の独立したベクトル群必要WP = 0次いで、2つのグループはベクトルP及びQであると仮定し、したがってT P = B P = 0、P手段これは、点Aと点Bを含む面であります Qは、点Aと点Bを含む同一平面であります 次のように直線が2×4の行列として表現することができるように、したがって、直線は、これら二つの平面との交点です。

これは、空間の基底ベクトルで張られる2つの平面を表しています。直線は、実際にW *零空間です。

この組み合わせの表現はまた、例えば、飛行機は、代替的に、即ち、ポイント及び結合行列M Wの直線Xとして表される、π平面に拡張することができます

平面πは、行列Mのヌル空間であります 行列Mは3×4行列であり、それは、三同一平面上の点の組み合わせとして見ることができます。

三次元空間における二次曲面(二次曲面とデュアル二次曲面)

空間P 3。次式で定義のQuadrics。

X T QX = 0

前記Qは、二次曲面を表すために使用される対称4×4行列です。

二次表面特性:

 (1)自由の二次9度、プラススケールファクタ。

 (2)二次9つの線形独立点により決定されます。

 (3)偏光面と(線と点との間の円錐分極関係で定義される2次元空間と同様)点間の二次関係を定義します。ポール平面Qに対して点Xは、次のとおりです。

P = QX

 (4)二次Q平面πと二次曲線と交差C.

 (5)= HX射影変換X」の時点で、二次曲面に変換しました。

Q」= H -T QH -1

 (6)二次二重のはまだ二次です。射影変換点X「= HXにおいて、デュアル二次曲面に変換しました。

Q *」= HQ * H T

目に見える、二重の二次変換ポイントの二次よりも簡単に計算を変換します。

 

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転載: www.cnblogs.com/wind-chaser/p/11755891.html