易混淆的两种仿射变换 -切变shear 和 平行四边形变换

一、切变shear 和 平行四边形变换

仿射变换中,切边容易误解
切边shear:
wx_camera_1588944361141.jpg
wx_camera_1588944393670.jpg
平行四边形变换:
wx_camera_1588944309483.jpg
wx_camera_1588944328898.jpg

二、分析异同 compare and contrast

平行四边形变换shear切边
四条边长不变(周长不变)底边顶边不变左右斜边长改变(周长边)
面积变化都是群面积不变
高度变化都为x方向平移高y不变
非线性(需要增广)都是仿射变换线性变换

三、解决方法

shear切边
$$x1 = x + y \times tan\beta$$
$$y1 = y$$
wx_camera_15889443936703.jpg
变换矩阵为:
$$\left( \begin{array}{cc} 1 & tan\beta \\ 0 & 1 \end{array} \right)$$

平行四边形变换:
不是简单的变换,可以看为旋转的共轭操作,(左移,顺时针旋转,右移)
关键在于把旋转中心对齐到原点
1、旋转中心左移x
2、顺时针旋转$$\alpha$$
3、旋转中心右移x(原来的大小)
wx_camera_158894432889822.jpg
变换矩阵为:(平移为非线性变换,必须增广“齐次”)

$$\left( \begin{array}{ccc} 1 & 0 & x \\ 0 & 1 &0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array} \right) \left( \begin{array}{ccc} cos\alpha & sin\alpha & 0 \\ -sin\alpha & cos\alpha &0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array} \right) \left( \begin{array}{ccc} 1 & 0 & -x \\ 0 & 1 &0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array} \right)$$

注意:初始角度不为0的,左右(上下)平移大小不再是x,而是旋转中心的$$\color{red}{(x_0,y_0)}$$ ,因为实质是 圆心(旋转中心)的平移
$$\left( \begin{array}{ccc} 1 & 0 & x_0 \\ 0 & 1 & y_0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array} \right) \left( \begin{array}{ccc} cos\alpha & sin\alpha & 0 \\ -sin\alpha & cos\alpha &0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array} \right) \left( \begin{array}{ccc} 1 & 0 & -x_0 \\ 0 & 1 & -y_0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array} \right)$$

发表新评论