三维投影

✍ dations ◷ 2025-11-18 04:09:00 #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

  • 二甲亚砜二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide,简称DMSO),是分子式为(CH3)2SO的化学物质。其为一无色液体,并为重要的极性非质子溶剂。它可与许多有机溶剂及水互溶。二甲基亚砜具有极易渗透皮肤
  • 爱尔兰海爱尔兰海(英语:Irish Sea、爱尔兰语:Muir Éireann )位于英国不列颠岛和爱尔兰岛之间;它南端的圣乔治海峡处于爱尔兰和威尔士之间,北端的北海海峡处于爱尔兰和苏格兰之间,两者都与
  • 符箓符箓是符和箓的合称,也称符咒、符令、符文、符书、符术、符篆、符图、符纸、甲马、灵符。按《说文解字》:符者信也。按《云笈七签》:箓者指戒箓情性。符指书写于纸、帛上的笔画
  • Viktor Rolf维克托&罗夫(Viktor & Rolf),也就是维克托·豪斯丁和罗夫·斯诺恩,是一间著名的荷兰时装设计公司。维克托和罗夫曾经说过:“我们想如同在乌托邦一般庆祝生活”。在他们的理想世界
  • 夫人夫人是一个称谓,可以指:
  • 托马斯·贝叶斯托马斯·贝叶斯(英语:Thomas Bayes,约1702年-1761年4月17日),18世纪英国数学家。1742年成为英国皇家学会会员。贝叶斯以其在概率论领域的研究闻名于世,他提出的贝叶斯定理对于现代
  • 台北二二八纪念馆坐标:25°02′25″N 121°30′56″E / 25.040413°N 121.515568°E / 25.040413; 121.515568台北二二八纪念馆,位于台北市二二八公园内,于1997年2月28日正式开馆,同时象征二二八
  • 脎(英语:Osazone,汉语拼音:sà,注音:ㄙㄚˋ),也称糖脎,是糖类的苯肼衍生物。糖脎为难溶于水的黄色结晶,由糖与苯肼反应生成,分解又得到原来的糖,因此可以用于糖的提纯。费歇尔在当年研究
  • 泰戈尔罗宾德拉纳特·泰戈尔(孟加拉语:রবীন্দ্রনাথ ঠাকুর,1861年5月7日-1941年8月7日),孟加拉族人,是一位印度诗人、哲学家和反现代民族主义者,1913年,他以《吉檀迦利》成
  • 玩命关头6《速度与激情6》(英语:Fast & Furious 6)是2013年美国犯罪动作片,由林诣彬执导,范·迪塞尔和保罗·沃克尔主演。此部为速度与激情系列的第六部作品,剧情设定依然于第三部(即速度与