射影坐标射影坐标 - 方法分析

如题所述

射影坐标系的构建方式主要分为几何方法和解析方法。


几何方法起源于射影几何的基本不变量——交比。以射影平面上的四点A0, A1, A2和E为例,它们满足A0、A1、A2不共线且E为幺点。任选平面p上的点P,交比A0(A1, A2; E, P)定义为四条直线A0A1、A0A2、A0E和A0P的交比。证明μ0μ1μ2=1后,P的齐次射影坐标(x0, x1, x2)可以通过交比的表达式得出,例如A0、A1、A2和E的坐标分别为(1, 0, 0)、(0, 1, 0)、(0, 0, 1)和(1, 1, 1)。射影平面上的直线方程为齐次线性方程,例如A1A2、A2A0、A0A1的方程分别为x0=0、x1=0、x2=0。


若在扩大欧氏或仿射平面上,通过类似过程建立的坐标系是扩大平面上的射影坐标。在欧氏或仿射平面上的笛卡儿坐标系可视为特殊射影坐标,基点为原点和坐标轴上的无穷远点,幺点为(1, 1)。射影直线和三维射影空间的坐标系建立方式也有所不同,但都基于交比的概念。


解析方法通过非零三数组ξ(ξ0, ξ1, ξ2)或三维向量来定义射影点,满足ξ=λη(λ非零)的条件。射影坐标(x0, x1, x2)可以通过选取代表点的矢量并应用线性关系得到。在扩大欧氏或仿射平面上的齐次笛卡儿坐标也是特殊类型的射影坐标。


线性变换方法是通过满秩的非奇异线性变换,将已有的齐次坐标(y0, y1, y2)转换为射影坐标(x0, x1, x2)。变换方程提供了基点和幺点的确定方式。


最后,三线坐标系则是在欧氏平面上对非无穷远点的射影坐标提供了一种直观的解释,通过三角形的顶点和重心或内心来确定射影坐标与几何量的关系。


扩展资料

射影坐标是在射影几何学中和在研究图形的纯射影性质时,常采用的一种坐标系。它在射影几何中的作用,就象直角坐标系在欧氏几何中和仿射坐标系在仿射几何学中的作用。

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