next up previous contents
Next: View-Systeme Up: 3-D Geometrie für Computergraphik Previous: Koordinatensysteme

Affine Abbildungen

 

Eine dreidimensionale affine Abbildung  lässt sich zerlegen in eine Skalierung , eine Rotation  und eine Translation . Die einzelnen Abbildungsvorschriften werden in der Matrizenschreibweise dargestellt, sodass sich die Abbildungsmatrix M (1.2) als Produkt aller Matrizen für Skalierung S (1.6) , Rotation R (1.10) und Translation T (1.11) ergibt. Nun können die Bildkoordinaten  mit einer einzigen Matrixmultiplikation aus den Urkoordinaten  berechnet werden. Das vierte Element eines Vektors entspricht jeweils einer Skalierungskonstanten  w (1.2), welche dazu benutzt wird, den Bildraum zu strecken oder zu stauchen (1.3 - 1.5).

tabular143

eqnarray150

  eqnarray152

    eqnarray161

   

Mit der Skalierungsmatrix S (1.6) können die Objekte in jeder Achsenrichtung gestrecken oder gestauchen werden. Bei dieser Operation werden die einzelnen Elemente des Urvektors mit den Skalierungskonstanten tex2html_wrap_inline10579 , tex2html_wrap_inline10581 und tex2html_wrap_inline10583 multipliziert. Die Matrix lautet:

  eqnarray175

   

   

Die Rotationsmatrix R (1.10) kann als Produkt von drei speziellen Rotationsmatrizen tex2html_wrap_inline10587 (1.7) , tex2html_wrap_inline10589 (1.8) und tex2html_wrap_inline10591 (1.9) beschrieben werden. Die Indices geben an, um welche Achse des Koordinatensystems die Objekte gedreht werden. Die einzelnen Matrizen sind:

  eqnarray189

  eqnarray195

  eqnarray201

Eine beliebige Rotation führt dann zur Matrix:

  eqnarray209

   

   

Eine Verschiebung der Objekte erfolgt durch die Translationsmatix T (1.11) . Zum Urkoordinatenvektor wird lediglich ein Verschiebungsvektor tex2html_wrap_inline10595 addiert, sodass folgende Matrix resultiert:

  eqnarray232

   

 

 



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