在这一节中,主要是借助图例来说明矩阵的变换。上一节学习的矩阵在这里有很大的用处,矩阵的乘法组合,得到各种不同的变换,包括缩放,旋转,切变,平移。笔记中的变换都是基于原点的变换。

一、缩放

缩放矩阵乘原坐标
等比缩放
在这里插入图片描述
非等比缩放
在这里插入图片描述

二、映射

在这里插入图片描述

三、切变

切变的理解是,某个方向的坐标不变,另一个方向根据不变方向的数值以一个数值线性变化
如下如图
X’ = x + ay
y’ = y (y坐标不变)
在这里插入图片描述

四、旋转

在这里插入图片描述
旋转θ,推导公式,自己画了个图:
在这里插入图片描述

五、平移

在这里插入图片描述

六、统一使用齐次坐标表示

可以看到上面的平移表示,其实是不符合线性变换的表示方法的.
那什么是线性变换的表示方法呢,如下图
在这里插入图片描述
平移这里包含了常数,不属于线性变换的表示方法.
在这里插入图片描述
所以用齐次坐标的表示,可以表达成下图
在这里插入图片描述

其中点和向量的表示方法有点不同,第三位w的位置不同
在这里插入图片描述
2D坐标表示方法,则是这样子的,w的数要保持为1
在这里插入图片描述
这样就可以保持统一的表示方法:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

七 、组合变换

矩阵乘法不符合交换律,所以先旋转或者先平移的操作不一样的
在这里插入图片描述
一些变换的矩阵乘在一起,是从输入,变换1~N,从右到左依次表示
变换矩阵也可以先乘在一起,然后再和输入相乘,这样先乘在一起的矩阵A,将会是一个可以表达所有变换的矩阵排列
在这里插入图片描述

八 、三维变换

三维变换是下节课的内容,齐次表达坐标和二维类似
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

九、总结

这节课学习了二维变换的基础知识,也还是比较简单.这里学的知识对后面的图形变换,视角,图形着色有着重要的意义.

Logo

DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。

更多推荐