НачалоСодержаниеПрочееГостевая

Назад Построение четырехмерного куба

Далее Математика Вперед и с песней!


3. Математика

3.5 И снова проекция


Проекция 3D на 2D


Мы уже рассматривали проекцию в разделе Логика. А здесь мы найдем математическое описание проекции.

Проекция точки в общем случае

В нашем случае (параллельная проекция) все проецирующие лучи параллельны, и поэтому мы просто указываем направление проецирования с помощью вектора. Чтобы найти формулу нахождения координаты проекции в зависимости от точки оригинала и вектора проецирования можно пойти разными способами. Выберем наглядный способ.

Для начала определимся: у нас есть точка в пространстве

мы должны получить точку на плоскости

с помощью вектора

Для примера возьмем вектор d(1,0,-2) - то есть параллельный плоскости xz. При этом векторе проекции P'y=Py. (то есть координата y не меняется)

Разберем на части вектор d. Так как он параллелен плоскости zx, то мы его и нарисуем в этой плоскости.

Возьмем отношение     
Этот показатель равен тангенсу угла  между вектором и осью z. Он показывает на сколько смещается координата P'x относительно Px , в зависимости от Pz. В самом деле, чем больше компонента z у точки P, тем больше смещение.
То есть, чтобы найти x' надо от первоначальной координаты x отнять
после аналогичных рассуждений для  y получаем

Почему отнять, а не прибавить? Потому что вектор направлен в противоположную сторону относительно направления z. и мы просто компенсируем этот минус.

Таким образом получили формулу для получения проекции трехмерной точки на плоскость.

Если записать ее в немного в другом виде виде

то становится видно, что существует определенный коэффициент, определяющий

проекцию точки  
как зависимость от третьего измерения
 

Можно записать это в виде произведения матриц

Как видно элемент матрицы (3,3) равен 0 - мы получаем точку с z=0.  А значения в третьем столбце определяют аффинное преобразование сдвиг. Таким образом  при параллельной проекции координаты образа сдвигаются в зависимости от z-координаты оригинала и вектора d. А также видно, что вектор

 и вектор дают один и тот же результат

Проекция 4D на 3D


После аналогичных рассуждения для проекции точки в четырехмерном пространстве на трехмерное пространство можно получить следующее:

Виден коэффициент, определяющий сдвиг. И он зависит от координаты q оригинала и отношения текущего компонента вектора проекции (x,y,z) к q-координате этого же вектора.


Назад Построение четырехмерного куба

Далее Математика Вперед и с песней!


НачалоСодержаниеПрочееГостевая

©2007 AnCoRecords   "d'Amateur: Записки 4D любителя"    E-mail автору

 

Hosted by uCoz