第三章:变换

变换

本章学习内容:

  • 为什么学习变换
  • 2 维空间变换:旋转、缩放和切片
  • 齐次坐标
  • 变换组合(不同的变换组合形新的变换)
  • 3 维空间变换

为什么学习变换

变换分为:模型变换、视图变换

变换的重要应用:

modeling translation:描述摄像机的运动(位置移动)

modeling rotation:机器人动画关节转动,逆运动学

modeling scale:皮克斯开场动画 

viewing:3 维到 2 维投影

二维变换

scale matrix 缩放

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reflection matrix 反射(对称)

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shear matrix 切变

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rotation matrix 旋转

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(同维度的)矩阵乘输入坐标可以得到输出到坐标叫做线性变换

齐次坐标

平移变换不能直接表示为矩阵乘坐标,需要加一个向量

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引入齐次坐标是为了找到一个解决方法统一表示二维变换

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线性变化 + 平移可以统称为仿射变换,这种仿射变换都可以都可以转换为齐次坐标的形式。用一个矩阵可以统一所有的操作

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最后一行永远是 0 0 1

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逆变换(变换操作反过来,乘以变换的逆矩阵)

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变换组合

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先平移再旋转

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先旋转再平移

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复杂的变换可以通过简单的变换得到

变换的顺序非常重要(矩阵乘法的顺序影响结果)

变换组合从右到左应用矩阵

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变换分解

如果希望在非原点旋转,可以把旋转点平移到原点后再进行旋转,旋转后再平移回去

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三维变换

与 2 维类似

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