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Abbildung vom Weltsystem zum Beobachtersystem

Eine Transformation vom Weltsystem ins Beobachtersystem lässt sich mit einer 4x4 Matrixmultiplikation realisieren. Diese Abbildung setzt sich aus einer Rotation und einer Translation zusammen.
Die Matrix tex2html_wrap_inline10525 (1.12) hat also folgende Grundstruktur :

  eqnarray247

Es ist zu beachten, dass für unsere Anwendung ausschliesslich Rechts-Systeme   verwendet werden, d.h. die Determinante   der Abbildungsmatrix tex2html_wrap_inline10525 (1.12) ist positiv und entspricht dem Vergrösserungsfaktor  dieser Abbildung, welcher gleich eins ist.

Um die einzelnen Matrixelemente zu bestimmen, wählen wir ein Beobachtersystem  (siehe Abbildung 1.2 auf Seite gif) mit einem Kamera-Punkt C , einem Fokus-Punkt F , einem Verdrehungswinkel tex2html_wrap_inline10605   und einem Abstand d der Bildschirmebene zum Kamera-Punkt.

  figure291
Abbildung 1.2:   Welt-Beobachtersystem und Beobachter-Bildschirmsystem

Die Blickrichtung  ist gegeben durch den normierten Vektor tex2html_wrap_inline10643 (1.15), welcher dem Einheitsvektor tex2html_wrap_inline10645 (siehe Abbildung 1.2 auf Seite gif) entspricht. Die Transformationsmatrix setzt sich aus drei Teiltransformations-Matrizen zusammen, welche Translation tex2html_wrap_inline10647 (1.14), Rotation in Blickrichtung tex2html_wrap_inline10649 (1.16) und Verdrehung der Bildschirmebene tex2html_wrap_inline10651 (1.17) beinhalten. So erhalten wir die vollständige Abbildung tex2html_wrap_inline10525 (1.13) vom Weltsystem ins Betrachtersystem.

  eqnarray344

 



Martin Frey
Tue Jun 17 13:29:20 MET DST 1997