三维投影

✍ dations ◷ 2024-09-20 06:30:38 #线性代数,立体几何,射影几何,三维计算机图形学,三维成像,投影图,函数

三维投影是将三维空间中的点映射到二维平面上的方法。由于目前绝大多数图形数据的显示方式仍是二维的,因此三维投影的应用相当广泛,尤其是在计算机图形学,工程学和工程制图中。


平行投影是投影线相互平行的投影。若投影线平行于投影面则称正投影,若投影面倾斜于投影面则称斜投影。

正交投影是一系列用于显示三维物体的轮廓、细节或精确测量结果的变换方法。通常又称作截面图、鸟瞰图或立面图。

当视平面的法向(即摄像机的朝向)平行于笛卡尔坐标系三根坐标轴中的一根,数学变换定义如下:若使用一个平行于y轴(侧视图)的正交投影将三维点 a x {\displaystyle a_{x}} 平面,有时也使用):

或在齐次坐标系下可以表示为:

观测者到显示平面的距离, e z {\displaystyle \mathbf {e} _{z}} ,直接关系到视野的大小。 α = 2 tan 1 ( 1 / e z ) {\displaystyle \alpha =2\cdot \tan ^{-1}(1/\mathbf {e} _{z})} 为可视角度。(这里假设屏幕的两角为(-1,-1)和(1,1))

如果要在一些特定的显示设备上显示该二维平面,之后还要进行一些必要的剪裁和缩放操作。

Projective Transform.svg

计算三维空间中位于Ax,Az的点在屏幕坐标x轴的位置:

s c r e e n   x   c o o r d i n a t e   ( B x )   =   m o d e l   x   c o o r d i n a t e   ( A x ) × d i s t a n c e   f r o m   e y e   t o   s c r e e n   ( B z ) d i s t a n c e   f r o m   e y e   t o   p o i n t   ( A z ) {\displaystyle screen\ x\ coordinate\ (Bx)\ =\ model\ x\ coordinate\ (Ax)\times {\frac {distance\ from\ eye\ to\ screen\ (Bz)}{distance\ from\ eye\ to\ point\ (Az)}}}

对于y轴同样有:

s c r e e n   y   c o o r d i n a t e   ( B y )   =   m o d e l   y   c o o r d i n a t e   ( A y ) × d i s t a n c e   f r o m   e y e   t o   s c r e e n   ( B z ) d i s t a n c e   f r o m   e y e   t o   p o i n t   ( A z ) {\displaystyle screen\ y\ coordinate\ (By)\ =\ model\ y\ coordinate\ (Ay)\times {\frac {distance\ from\ eye\ to\ screen\ (Bz)}{distance\ from\ eye\ to\ point\ (Az)}}}

(其中Ax和Ay是透视转换前物体在空间中的坐标)

相关

  • Adderall阿得拉尔或阿得拉(英语:Adderall、Adderall XR、Mydayis)是一种复方药(英语:combination drug),包含中枢神经系统兴奋剂苯丙胺的两种对映异构体的四种盐类。阿得拉尔主要用于治疗注
  • 形意符号语言学上的形意符号(英:ideogram,亦称表意符号、形意图或表意图),是一种图形符号,只代表一定意义。它不是一种代表语言的语素或语音的文字系统。换句话说,这种文字系统并不能用于记
  • 大同盟战争大同盟战争(War of the Grand Alliance),又称九年战争,是一场发生于1688年至1697年法王路易十四在位时的第三场重要战争(前两场分别为遗产战争与法荷战争),这场战争是因为路易十四
  • 国家格言索引 国防预算 石油储量 军事(武装部队) 死刑 国债 生育率 最高点 官方语言 地理 政体 面积 代码 陆地面积 人口 人口密度 国内生产总值 国徽 国旗 国歌 国家格言 首都 城市
  • 周延鑫周延鑫(1937年1月1日-)是一位台湾昆虫学家,曾经担任国立自然科学博物馆馆长。周延鑫于1937年生于四川万县(今重庆市万州区),原籍山东。1950年随家人从舟山群岛前往台湾,定居台中县东
  • 五日谈《五日谈》(意大利语:Pentamerone),原名字面意义为《五天的故事》(意大利语:Lo cunto de li cunti),是吉姆巴地斯达·巴西耳所著的一部故事集。该书用那不勒斯语写成,在巴西耳逝世后
  • 革命和叛乱列表这是一个历史上世界各地革命和叛乱的列表。在中文语境中,革命多带有正面意义和褒义,叛乱多带有贬义和负面色彩。反对者成功终结当权者统治的历史事件多认定为革命,当权者成功剿
  • 煮食器具灶、炉灶、厨灶或灶头是一种固定的烹饪的设施,透过加热炊具来达到将食物变熟的目的。中文语境中有时也以灶来指窑,例如佛山的南风古灶。早期的灶多是粘土制灶的,用柴火来加热。
  • 银监会1999年规定:印章直径5厘米,中央刊国徽,由国务院制发。标志中国人民银行中国证券监督管理委员会中国保险监督管理委员会中国银行业监督管理委员会(简称中国银监会,英语:China Banki
  • 姓氏姓氏是表示一个人的家族血缘关系的标志和符号。通常同一个父系祖先繁衍的后代称为宗族。姓氏与人名一起构成一个人的姓名。相关的学科是人名学。姓氏最早起源于部落的名称或