GKIW Moduł 4: Różnice pomiędzy wersjami

Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
Daniel-PW (dyskusja | edycje)
Nie podano opisu zmian
Daniel-PW (dyskusja | edycje)
Nie podano opisu zmian
Linia 19: Linia 19:
Współczesna grafika komputerowa operuje na milionach elementów (punktów, trójkątów). Przy tak dużej liczbie zachodzi konieczność opisania operacji geometrycznych w taki sposób, aby ich wykonanie było z jednej strony efektywne, a z drugiej, aby opis był prosty i ujednolicony. Takie warunki spełnia opis macierzowy.
Współczesna grafika komputerowa operuje na milionach elementów (punktów, trójkątów). Przy tak dużej liczbie zachodzi konieczność opisania operacji geometrycznych w taki sposób, aby ich wykonanie było z jednej strony efektywne, a z drugiej, aby opis był prosty i ujednolicony. Takie warunki spełnia opis macierzowy.


Niech <math>P=\begin{bmatrix} x_P y_P \\ \end{bmatrix}^T</math> opisuje położenie punktu na płaszczyźnie. Najprostszym rozwiązaniem byłoby przyjęcie, że macierz <math>M(2\times 2)</math> opisuje przekształcenie punktu <math>P\,</math> na <math>P'\,</math> i że <math>P'=M\cdot P</math>   
Niech <math>P=\begin{bmatrix} x_p y_p \\ \end{bmatrix}^T</math> opisuje położenie punktu na płaszczyźnie. Najprostszym rozwiązaniem byłoby przyjęcie, że macierz <math>M(2\times 2)</math> opisuje przekształcenie punktu <math>P\,</math> na <math>P'\,</math> i że <math>P'=M\cdot P</math>   
|}
|}


Linia 45: Linia 45:
Niech <math>M_{T1}=\begin{bmatrix} a &  b \\ c &  d \\ \end{bmatrix}</math>. Niech wektor <math>P=\begin{bmatrix} T_X &  T_Y \\ \end{bmatrix}</math> opisuje translację punktu na płaszczyźnie.  
Niech <math>M_{T1}=\begin{bmatrix} a &  b \\ c &  d \\ \end{bmatrix}</math>. Niech wektor <math>P=\begin{bmatrix} T_X &  T_Y \\ \end{bmatrix}</math> opisuje translację punktu na płaszczyźnie.  


Czy można znaleźć takie  a, b, c, d, aby <math>M_{T1}=\begin{bmatrix} x_P+T_X \\  y_P+T_Y \\  \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} a &  b \\ c &  d \\ \end{bmatrix}\cdot \begin{bmatrix} x_P \\ y_P \\  \end{bmatrix}</math> dla <math>T_X\neq 0</math> i <math>T_Y\neq 0</math> .  
Czy można znaleźć takie  a, b, c, d, aby <math>M_{T1}=\begin{bmatrix} x_p+T_X \\  y_p+T_Y \\  \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} a &  b \\ c &  d \\ \end{bmatrix}\cdot \begin{bmatrix} x_p \\ y_p \\  \end{bmatrix}</math> dla <math>T_X\neq 0</math> i <math>T_Y\neq 0</math> .  
 
Widać że nie jest to możliwe dla współrzędnych dowolnego punktu. Na dodatek punkt <math>P=\begin{bmatrix} 0 &  0 \\ \end{bmatrix}^T</math> byłby punktem stałym takiego przekształcenia.
 
Jak zatem opisać translację na płaszczyźnie?
 
Operację tę można opisać macierzą <math>M=\begin{bmatrix} 1 &  0 &  T_X \\ 0 &  1 &  T_Y\\ 0 &  0 &  1 \end{bmatrix}</math>
 
Między współrzędnymi zachodzi następujący związek:
 
:<math>M=\begin{bmatrix} X_p^{'} \\ Y_p^{'}\\ 1 \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} 1 &  0 &  T_X \\ 0 &  1 &  T_Y\\ 0 &  0 &  1 \end{bmatrix}\cdot \begin{bmatrix} X_p \\ Y_p\\ 1 \end{bmatrix}</math>
 
i jest to równoważne opisowi translacji o wektor w postaci układu równań:
 
:<math>\begin{cases}  x_p^{'}=x_p+T_X \\  y_p^{'}=y_p+T_Y \end{cases}</math>
 
Tak wykonana operacja wymaga użycia współrzędnych jednorodnych.
 
|}
|}



Wersja z 10:44, 5 gru 2006



Przekształcenia 2D, zapis macierzowy

Współczesna grafika komputerowa operuje na milionach elementów (punktów, trójkątów). Przy tak dużej liczbie zachodzi konieczność opisania operacji geometrycznych w taki sposób, aby ich wykonanie było z jednej strony efektywne, a z drugiej, aby opis był prosty i ujednolicony. Takie warunki spełnia opis macierzowy.

Niech P=[xpyp]T opisuje położenie punktu na płaszczyźnie. Najprostszym rozwiązaniem byłoby przyjęcie, że macierz M(2×2) opisuje przekształcenie punktu P na P i że P=MP


Przekształcenia 2D, obrót, problem przesunięcia I

Można zastanowić się nad tym, czy takie podejście do problemu wystarczy do opisu prostych operacji geometrycznych.

Rozpatrzmy zestaw przekształceń na płaszczyźnie: obrót, skalowanie, przesunięcie (translację).

Można zaproponować macierz 2x2, która, opisuje obrót punktu wokół początku układu współrzędnych.

Analogiczny opis można zaproponować dla operacji skalowania.


Przekształcenia 2D, obrót, problem przesunięcia II

Niech MT1=[abcd]. Niech wektor P=[TXTY] opisuje translację punktu na płaszczyźnie.

Czy można znaleźć takie a, b, c, d, aby MT1=[xp+TXyp+TY]=[abcd][xpyp] dla TX0 i TY0 .

Widać że nie jest to możliwe dla współrzędnych dowolnego punktu. Na dodatek punkt P=[00]T byłby punktem stałym takiego przekształcenia.

Jak zatem opisać translację na płaszczyźnie?

Operację tę można opisać macierzą M=[10TX01TY001]

Między współrzędnymi zachodzi następujący związek:

M=[Xp'Yp'1]=[10TX01TY001][XpYp1]

i jest to równoważne opisowi translacji o wektor w postaci układu równań:

{xp'=xp+TXyp'=yp+TY

Tak wykonana operacja wymaga użycia współrzędnych jednorodnych.