中心投影的基本知识和透视变换
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帮你认识中心投影
中心投影是空间图形的基本画法,正确掌握这种画法,有助于帮助我们进一步理解和掌握其他画法.
一、中心投影
投影是光线(投射线)通过物体向选定的面投射,并在该面上得到图形的方法,投影线交于一点的投影就称为中心投影.一个点光源把一个图形照射到一个平面上,这个图形的影子就是它在这个平面上的中心投影.如图,
点S是投射中心(点光源),平面α是投射面,直线SA、SB、SC、SD是投射线,矩形A/B/C/D/就是矩形ABCD在平面α上的中心投影.
思考题:在上图中,矩形ABCD所在平面与投射面α平行,中心投影后得到的图形A/B/C/D/是矩形吗?它们有什么关系?
解答:图形A/B/C/D/是矩形;矩形ABCD与矩形A/B/C/D/是相似的关系.点拨:中心投影后的图形与原图形相比虽然改变较多,但直观性强,看起来与人的视觉效果一致,最像原来的物体,所以在绘画时,经常使用这种方法.但由于中心投影的投影中心(或视点)、投影面和物体的相对位置改变时,直观图的大小和形状亦将改变,因此工程制图或技术图样一般不采用中心投影,而采用平行投影的方法.在立体几何中也很少用中心投影原理来画图.。
透视和透视投影变换——论图形变换和投影的若干问题之三何援军(上海交通大学计算机科学与工程系,上海,200030)摘要:讨论了透视变换的基本原理:由于与画面成一角度的平行线簇经透视变换后交于灭点,可采用两种不同的方法来获得透视图:一是保持画面铅垂而通过旋转物体使之与画面构成角度达到透视变换效果,得到了3种最佳透视变换矩阵;二是通过倾斜投影画面而达到透视变换效果,给出了通过倾斜画面得到三灭点透视图的齐次透视变换矩阵。
两种方法的灭点都是可预先控制(即可先决定灭点再决定变换矩阵),比较彻底的解决了透视变换的生成理论。
给出了“对一个空间物体,一定存在另一个空间物体,使前者在画面上的透视投影与后者的平行投影是一样的,且保留了深度方向的对应关系”的一个证明。
这个性质可使复杂的透视投影转化成简单的平行投影,使得立体图形的处理大为简化。
关键词:透视变换,齐次变换矩阵,CG中图法分类号:TP391Perspective and its Projection TransformationHe Yuanjun(Department of Computer Science and Engineering,Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030,China)Abstract: Basic principles of perspective transformation are discussed. Based on the fact that parallel-lines in some angle with view plane intersect at vanishing-point, two methods are presented to get perspective view: one is to keep the view plane vertical while rotating objects to some angle, thus to achieve perspective transformation effect, and three best perspective transformation matrixes is presented. The other is to incline projective view to get the effect. Homogenous perspective transformation matrix are present, which can generate 3-vanishing-point drawing through inclining view. Both methods are beforehand controllable (that’s to say vanishing-point is first decided, then comes out the transformation matrix), thus generating theory of perspective transformation is thoroughly solved. Prove that for each 3D object there must be another 3D object, which parallel projection is the same as the former’s perspective projection, and the corresponding depth relation is well preserved. With this useful property, a complicated perspective projection can be converted to a simple parallel projection, so the complication of 3D graphics processing becomes sharply reduced.Keywords: perspective transformation, homogenous transformation matrix, CG1.引言现实生活中的景物,由于观察距离及方位不同在视觉上会引起不同的反映,这种现象就是透视现象。
九年级中心投影知识点总结投影是几何学中一个重要的概念,用于描述一个物体在投影面上的投影形状。
在九年级的数学学习中,我们需要了解一些跟中心投影相关的知识点。
本文将从投影的定义、性质、应用等方面进行总结和归纳。
一、投影的定义投影是指一个物体在一定条件下,在垂直于投影面的直线上形成的阴影或形状。
在几何学中,我们经常使用中心投影,即以某点为中心,直线上的点在投影面上的对应点与中心连线的垂直。
二、投影的性质1. 投影是一种二维表示,将三维物体映射到一个二维平面上。
2. 投影的形状与物体的位置、形状、朝向以及投影面的位置有关。
3. 投影的大小可以根据几何关系进行计算,如相似三角形的性质等。
4. 相同形状的物体在相同的投影面上,其投影是相同的。
三、中心投影的应用中心投影作为常见的投影方式,在实际生活中有广泛的应用。
下面列举几个常见的中心投影应用场景。
1. 平面图形的投影:在工程制图、建筑设计等领域,我们常常使用平面图形进行描述和设计。
在绘制平面图形时,我们通常会使用中心投影的方式来表示三维物体在二维平面上的形状。
2. 光学投影:投影仪是一种常见的光学设备,通过将图像或文字投射到屏幕上实现信息传递。
投影仪中的投影原理就是利用光线的中心投影,在特定条件下将图像投射到屏幕上。
3. 空间测量:在工程测量、地理测绘等领域,我们经常需要对三维物体进行测量和描述。
通过使用中心投影的技术,可以将复杂的三维物体转化为简单的二维形状,从而方便我们进行测量和计算。
四、中心投影的计算方法计算中心投影的大小和位置,通常可以使用几何关系进行推导和计算。
这里介绍两种常见的计算方法。
1. 相似三角形法:找到中心、投影面上对应点和中心的连线,构成的三角形与三维物体构成的三角形相似。
通过相似三角形的性质,可以计算出投影的大小和位置。
2. 旋转法:将三维物体绕中心轴旋转,使得投影面与其中一个平面平行。
这样,投影就变为平行投影。
通过平行投影的性质,可以计算出投影的大小和位置。
九年级中心投影知识点归纳【九年级中心投影知识点归纳】投影是我们日常生活中经常接触到的一种技术,它在教育、商务、娱乐等领域被广泛应用。
本文将对九年级中心投影的知识点进行归纳,以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、投影的基本原理投影是利用光学原理将二维或三维的影像显示在屏幕上的技术。
其基本原理包括光的产生、光的传播、光的反射和光的折射等。
投影设备通常由光源、透镜系统和图像处理系统组成,通过光线的聚焦与发散,将图像放大并显示在投影屏幕上。
二、投影设备的种类1. 幻灯投影机:幻灯投影机是一种最早的投影设备,通过将载有图像的幻灯片投射到屏幕上显示。
幻灯片可以手动更换,广泛用于演讲、教学等场合。
2. 数字投影仪:数字投影仪是一种使用数字图像源进行投影的设备。
它可以直接连接电脑、DVD播放器等多种设备,通过数码信号将图像投射到屏幕上。
3. LED投影仪:LED投影仪采用LED光源,具有低功耗、长寿命、颜色鲜艳等特点。
它在显示效果和节能方面具有优势,适用于商务会议、家庭影院等场景。
4. 3D投影仪:3D投影仪可以呈现立体效果的图像,通过双目立体视觉原理,使观众在观看时感受到真实、生动的影像效果。
三、投影技术的应用领域1. 教育领域:中心投影在教育领域得到广泛运用,它可以将教学内容以图像、视频等形式展示给学生,帮助学生更好地理解和记忆知识。
2. 商务领域:在商务会议、展览、演示等场合,投影能够有效地传达信息和表达观点,提高演示效果和观众参与度。
3. 娱乐领域:电影院、演唱会等娱乐场所使用投影设备进行大屏幕影像播放,让观众身临其境,享受更加沉浸式的观影体验。
4. 家庭娱乐:在家庭中,投影设备可以用于搭建家庭影院,提供更大、更清晰的影像,为家人创造共享观影的欢乐时光。
四、投影技术的发展趋势随着科技的不断进步,投影技术也在不断发展。
目前,越来越多的投影设备采用高清、3D、无线传输等新技术,大幅度提升了图像的质量与体验。