1. Egy
térbeli
sakktábla képe (szabad kézzel rajzolva)
2.
Az
eltűnő
sík kettévágja egy hosszú ház
képét.
3. Egy
síkbeli
projektív
transzformáció
- Az
első ábrán látható
egyszerű síkbeli alakzat; pontjai: A, B, C, D, P, R, S, T.
- „Láthatók”
még az O
kezdőpont, a tengelyek J és K ideális pontja, és "láthatóan"
föltüntettük, hogy van az i ideális egyenes.
- Ezeket a pontokat transzformáljuk a következő
mátrixal.
M
= (1 0 0)
|0 0 1|
(0
1 0)
- Projektív transzformáció;
eltűnő egyenese (a mátrix utolsó sora): v = [0, 1, 0].
A v egyenes áthalad a P, O, R, J
pontokon; ezért ezek képe ideális pont.
- Az A pont transzformáltja:
A’= M·A = (1
0 0)·(-1) = (-1) ~ ( 1)
|0 0 1| |-1| |
1| |-1|
(0 1 0) ( 1) (-1) ( 1)
- A többi pont transzformáltja a
táblázatban,
az alakzat transzformáltja a második ábrán
látható.
A = (-1, -1, 1); A’ = ( 1, 1, -1) ~ (
1, -1, 1)
B = ( 1, -1, 1); B’ = ( 1, 1, -1) ~ (-1,
1, 1)
C = ( 1, 1, 1);
C’ = ( 1, 1, 1) = ( 1, 1, 1)
D =
(-1, 1, 1); D’ = (-1, 1, 1) = (-1, 1, 1)
P = (-1, 0, 1); P’ =
(-1, 1, 0) = (-1, 1, 0)
O = ( 0, 0, 1); O’ = ( 0, 1, 0) = ( 0, 1, 0)
R = ( 1, 0, 1); R’ = ( 1, 1, 0) = (
1, 1, 0)
J = ( 1, 0, 0); J’ = ( 1, 0, 0) = ( 1, 0, 0)
S
= ( 0, 1, 1); S’ = ( 0, 1, 2) ~ ( 0, 1/2, 1)
O = ( 0, 0, 1); O’ = ( 0, 1, 0) = ( 0, 1, 0)
T = ( 0, -1, 1); T’ = ( 0, 1, -2) ~ ( 0, -1/2, 1)
K = ( 0, 1, 0); K’ = ( 0, 0, 1) = ( 0, 0, 1)
- Figyeljünk
föl a projektív
transzformációk néhány itt is
látható, jellemző tulajdonságára:
- Pont képe pont,
egyenes képe egyenes, pontok illeszkedése egyenesekre
megmarad.
- A v
eltűnő
egyenes képe a sík i
ideális
egyenese, a rajta
lévő P, O, R, J pontok
képe ideális
pont.
- Az
ideális
egyenes képe közönséges egyenes, a rajta
lévő K ideális pont képe a
közönséges
K’ pont és a változatlan J = J’.
- Ennél a mátrixnál az ideális
egyenes
képe az eltűnő egyenes (és fordítva), de ez nincs
minden
mátrixnál így.
- A v
egyenes által
meghatározott két félsík a v
egyenes mentén
„fölszakad”, mintegy kifordul: a v és i helyetcserél, majd a félsíkok
az i’
mentén „újra
összeragadnak”.
- Sőt, az ABT háromszög
félsíkjának irányítása
megfordul: míg a DCS háromszög
félsíkjában megmarad (!).
- Megjegyzendő,
hogy egy egyenes, mint a v
eltűnő egyenes, önmagában nem
osztja két félsíkra a
kibővített síkot, mert a sík egyenesei
"körbejárhatók"
- A v egyenes
az
ideális egyenessel
együtt két „sávra” osztja a síkot. Ez a
két
sáv szenvedi el a projektív transzformációt
különbözőképen.
- Ez a példa is
figyelmeztethet a projektív transzformációk eltűnő
egyenesének, illetve a
térben eltűnő síkjának szerepére.
- Az affin
transzformációk „eltűnő síkja” a
kibővített tér ideális síkja, amely helyben
marad.
- Szemünk és a
fényképezőgép, amelyek középpontos
vetítése (vagy ahhoz hason- lója) projektív
transzformáció. Ezek szerencsére csak előre
látnak, és így nem transzformálják
az
eltűnő síkot (amely, a lencse középpontján
át, az optikai tengelyre merőleges).
- Programjaink azonban erre nincsenek
fölkészülve.
Ezért a középpontos vetítés
számítása előtt, a nézet
irányára merőlegesen fölvett
„közelsíkkal” levágjuk a
hátunk mögötti, velünk egy vonalba, és az
előttünk túl közel lévő tárgyakat.
- Itt az M
mátrixot úgy találtuk ki, hogy ilyen legyen a
transzformált kép! A sík egy affin
transzformációját meghatározza 4
független pont
és képe (ha egyik négyesben sincs három
pont egy egyenesen). Mi úgy kívántuk, hogy J' =
J', O' = K, K' = O, és A' = A legyen. Ezekből a
feltételekből, a határozatlan együtthatók
módszerével adódik az M
mátrix
- A térben előírhatjuk
például még, hogy a Z tengely ideális
pontja is
önmaga legyen, akkor az M mátrixba 3. sorként
és oszlopként beszúródik a 0,0,1,0
számnégyes.
|