需要齊次座標的原因:
在歐幾里得幾何空間裡,兩條平行線永遠都不會相交。但是在投影空間中,兩條鐵軌在地平線處卻是會相交的,因為在無限遠處它們看起來相交於一點。
在歐幾里得(或稱笛卡爾)空間裡描述2d/3d 幾何物體是很理想的,但在投影空間裡面卻並不見得。 我們用
(x, y)
表示笛卡爾空間中的乙個 2d 點,而處於無限遠處的點 (∞,∞) 在笛卡爾空間裡是沒有意義的。投影空間裡的兩條平行線會在無限遠處相交於一點,但笛卡爾空間裡面無法搞定這個問題(因為無限遠處的點在笛卡爾空間裡是沒有意義的)。
由 august ferdinand möbius 提出的齊次座標(homogeneous coordinates)讓我們能夠在投影空間裡進行影象和幾何處理,齊次座標用 n + 1個分量來描述 n 維座標。比如,2d 齊次座標是在笛卡爾座標(x, y)的基礎上增加乙個新分量 w,變成(x, y, w),其中笛卡爾座標系中的大x,y 與齊次座標中的小x,y有如下對應關係:
x = x/w
y = y/w
笛卡爾座標中的點 (1, 2) 在齊次座標中就是 (1, 2, 1) 。如果這點移動到無限遠(∞,∞)處,在齊次座標中就是 (1, 2, 0) ,這樣我們就避免了用沒意義的"∞" 來描述無限遠處的點。
笛卡爾座標系中,對於如下兩個直線方程:
如果 c ≠ d,以上方程組無解;如果
c = d,那這兩條線就是同一條線了。
下面我們用 x/w, y/w 代替 x, y 放到投影空間裡來求解:
現在我們就可以在 c ≠ d 的情況得到一組解
(x, y, 0),代入得
(c - d)w = 0,因為 c ≠ d,所以 w = 0。因而,兩條平行線相交於投影空間中無限遠處的一點
(x, y, 0)。
齊次座標在計算機圖形學中是有用的,將 3d 場景投影到 2d 平面的過程中就用到它了。
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,...
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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...