Видовая система координат

Для изображения объекта на экране его мировые координаты необходимо преобразовать (пересчитать) в другую систему координат, которая связана с точкой наблюдения. Эта система координат называется видовой системой координат и является левосторонней.

Рис. 10.2 Рис. 10.3

Рассмотрим правую систему мировых координат (рис. 2) и зададим в ней точку наблюдения , где

(10.1)

Система видовых координатпоказана на рис. 10.3.

Преобразование мировых координат в видовые можно представить в виде

, (10.2)

где – координаты некоторой точки в мировой системе координат, – координаты этой же точки в видовой системе координат, – матрица преобразования.

Получим выражение для матрицы , выполняя переход от мировой системы координат к видовой путем последовательности элементарных преобразований.

Сместим начало системы координат (рис. 10.2) в точку (рис. 10.4), переход .

Рис. 10.4 Рис. 10.5

Преобразование координат имеет вид

, (10.3)

где

, (10.4)

где .

Повернем систему координат (рис. 10.4) вокруг оси на угол , переход (рис. 10.5).

Преобразование координат имеет вид

, (10.5)

где .

Поскольку поворот выполняется по часовой стрелке (в отрицательном направлении), то в матрице преобразования (9.33) следует использовать аргумент . В результате матрица преобразования примет вид

(10.6)

Повернем систему координат (рис. 10.5) вокруг координатной оси на угол , переход (рис. 10.6)

       
 
   
 


 
 

Рис. 10.6 Рис. 10.7

Преобразование координат имеет вид

, (10.7)

где .

В результате матрица преобразования примет вид

. (10.8)

Изменим направление оси (рис. 10.6) на противоположное , переход (рис. 10.7).

Преобразование координат имеет вид

, (10.9)

где

(10.10)

– матица преобразования для перехода

Выражение (10.9) с учетом (10.3), (10.5), (10.7) и (10.10) можно представить в виде

, (10.11)

где

(10.12)

Подставляя в (10.12) выражения для матриц (10.4), (10.6), (10.8) и (10.10), получим

(10.13)

При получении (10.13) учтено, что элементы матрицы , и определяются выражениями (10.1).

Таким образом, преобразование (10.2), связывающее координаты мировой и видовой систем координат можно представить в виде

(10.14)

или

(10.15)


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: