齊次座標的理解
一直對齊次座標這個概念的理解不夠徹底，只見大部分的書中說道「齊次座標在仿射變換中非常的方便」，然後就沒有了後文，今天在乙個叫做「三百年 重生」的部落格上看到一篇關於透視投影變換的**的文章，其中有對齊次座標有非常精闢的說明，特別是針對這樣一句話進行了有力的證明：「齊次座標表示是計算機圖形學的重要手段之一，它既能夠用來明確區分向量和點，同時也更易用於進行仿射（線性）幾何變換。」——
f.s. hill, jr。
由於作者對齊次座標真的解釋的不錯，我就原封不動的摘抄過來：
對於乙個
向量v
以及基oabc
，可以找到一組座標
(v1,v2,v3)
，使得v= v1
a+ v2b +v3
c（
1）
而對於乙個
點p
，則可以找到一組座標（
p1,p2,p3
），使得
p–
o= p1a +p2b+ p3c
（2），
從上面對向量和
點的表達，我們可以看出為了在座標系中表示乙個點（如
p），我們把點的位置看作是對這個基的原點
o所進行的乙個位移，即乙個向量——
p – o
（有的書中把這樣的向量叫做位置向量——起始於座標原點的特殊向量），我們在表達這個向量的同時用等價的方式表達出了點
p：p=o+ p1a +p2b+ p3c (3)
(1)(3)
是座標系下表達乙個
向量和點的不同表達方式。這裡可以看出，雖然都是用代數分量的形式表達向量和點，但表達乙個點比乙個向量需要額外的資訊。如果我寫出乙個代數分量表達
(1, 4, 7)
，誰知道它是個向量還是個點！
我們現在把（1）（
3）寫成矩陣的形式：v = (v1 v2 v3 0) x (a b c o)
p = (p1 p2 p3 1) x (a b c o),
這裡(a,b,c,o)
是座標基矩陣，右邊的列向量分別是向量v
和點p
在基下的座標。
這樣，向量和點在同乙個基下就有了不同的表達：3d
向量的第
4個代數分量是0，而
3d點的第4
個代數分量是
1。像這種這種用
4個代數分量表示
3d幾何概念的方式是一種齊次座標表示。
這樣，上面的
(1, 4, 7)
如果寫成（
1,4,7,0
），它就是個向量；如果是
(1,4,7,1)
，它就是個點。
下面是如何在普通座標
(ordinary coordinate)
和齊次座標
(homogeneous coordinate)
之間進行轉換：
(1)從普通座標轉換成齊次座標時 如果
(x,y,z)
是個點，則變為
(x,y,z,1);
如果(x,y,z)
是個向量，則變為
(x,y,z,0)
(2)從齊次座標轉換成普通座標時
如果是(x,y,z,1)
，則知道它是個點，變成
(x,y,z);
如果是(x,y,z,0)
，則知道它是個向量，仍然變成
(x,y,z)
以上是通過齊次座標來區分向量和點的方式。從中可以思考得知，對於平移
t、旋轉
r、縮放s這
3個最常見的仿射變換，平移變換只對於點才有意義，因為普通向量沒有位置概念，只有大小和方向.
而旋轉和縮放對於向量和點都有意義，你可以用類似上面齊次表示來檢測。從中可以看出，齊次座標用於仿射變換非常方便。
此外，對於乙個普通座標的
點p=(px, py, pz)
，有對應的一族齊次座標
(wpx, wpy, wpz, w)
，其中w
不等於零
。比如，
p(1, 4, 7)
的齊次坐
標有(1, 4, 7, 1)
、（2, 8, 14, 2
）、（-0.1, -0.4, -0.7, -0.1
）等等。
因此，如果把乙個點從普通座標變成齊次座標，給
x,y,z
乘上同乙個非零數
w，然後增加第
4個分量
w；如果把乙個齊
次座標轉換成普通座標，把
前三個座標同時除以第
4個座標，然後去掉第
4個分量。
由於齊次座標使用了
4個分量來表達
3d概念，使得平移變換可以使用矩陣進行，從而如
f.s. hill, jr
所說，仿射（線性）變換的進行
更加方便。由於圖形硬體已經普遍地支援齊次座標與矩陣乘法，因此更加促進了齊次座標使用，使得它似乎成為圖形學中的乙個標準。
以上很好的闡釋了齊次座標的作用及運用齊次座標的好處。其實在圖形學的理論中，很多已經被封裝的好的api也是很有研究
的，要想成為一名專業的計算機
圖形學的
學習者，除了知其然必須還得知其所以然。
這樣在遇到問題的時候才能迅速定位問題的根源，從而解決問題。
齊次座標的理解
齊次座標的理解
一直對齊次座標這個概念的理解不夠徹底，只見大部分的書中說道 齊次座標在仿射變換中非常的方便 然後就沒有了後文，今天在乙個叫做 三百年 重生 的部落格上看到一篇關於透視投影變換的 的文章，其中有對齊次座標有非常精闢的說明，特別是針對這樣一句話進行了有力的證明 齊次座標表示是計算機圖形學的重要手段之一，...
齊次座標的理解
一直對齊次座標這個概念的理解不夠徹底，只見大部分的書中說道 齊次座標在仿射變換中非常的方便 然後就沒有了後文，今天在乙個叫做 三百年 重生 的部落格上看到一篇關於透視投影變換的 的文章，其中有對齊次座標有非常精闢的說明，特別是針對這樣一句話進行了有力的證明 齊次座標表示是計算機圖形學的重要手段之一，...
齊次座標的理解
在乙個叫做 三百年 重生 的部落格上看到一篇關於透視投影變換的 的文章，其中有對齊次座標有非常精闢的說明，特別是針對這樣一句話進行了有力的證明 齊次座標表示是計算機圖形學的重要手段之一，它既能夠用來明確區分向量和點，同時也更易用於進行 仿射 線性 幾何變換。f.s.hill,jr。下面是作者對齊次座...