如何通俗地講解 仿射變換 這個概念?

時間 2021-07-06 23:52:38

1樓:

在同維度的變換公式上,旋轉和平移是兩種表達處理。

增加一條座標系的維度,而平移和旋轉在高維座標系下都只是旋轉,且座標原點不動,因此一種表達公式就夠了。

具體的過程景象,參照最高票的答案。「仿射」這名字我理解為「模仿照射光線」。

(ps:仿射變換的「照射光線」必須是平行光,如果是發散的點光源,則為「射影變換」。)

2樓:coffee

線性變換=縮放+旋轉,用二維座標和矩陣乘法就可以解決,仿射變換=線性變換+平移,用齊次座標和矩陣乘法才能解決,三維座標同理,都是為了解決只用矩陣乘法一把梭的快感

3樓:半仙

理解仿射變換要抓住它的核心性質:仿射變換保持平行。

還有乙個性質更豐富的等式,如果有仿射變換f,那麼它一定滿足:

f([x,y,z])=f([0,0,0]+x*[1,0,0]+y[0,1,0]+z[0,0,1])

=f([0,0,0])+x*f([1,0,0])+y*f([0,1,0])+z*f(z[0,0,1])

下面從平行性推出等式:

由於仿射變換保持平行,所以乙個平行四邊形經過仿射變換後依舊時平行四邊形。

2. 由於(1),可以不太嚴謹的證明仿射變換保持比例:

考慮兩條線段AB,CD,|AB|=2|CD|,AB//CD,M是AB的中點,則AMCD是乙個平行四邊形,MBCD也是乙個平行四邊形,經過仿射變換f後,f(A)f(M)f(C)f(D)是乙個平行四邊形,f(M)f(B)f(C)f(D)也是乙個平行四邊形,於是f(M)依舊是f(A)f(B)的中點,|f(A)f(B)|=2|f(A)f(B)|。可以看出仿射變換保持比例。

3. 由於(1)和(2),可以從點的仿射變換引出向量的仿射變換,並且引出的變換還是線性變換。

首先證明:對於仿射變換f,如果向量AB和向量CD相等,那麼向量f(A)f(B)和向量f(C)f(D)相等。證明很簡單,根據(1),由於ABCD是平行四邊形,仿射後的f(A)f(B)f(C)f(D)也是平行四邊形,於是就有向量f(A)f(B)和向量f(C)f(D)相等。

所以,從點的仿射變換定義出向量的仿射變換是合理的。

接下來再根據(2),仿射變換保持比例,所以向量間的仿射變換具有線性。於是,向量間的仿射變換是線性變換。

4. 由於(3),對於點的仿射變換,可以簡單的拆分為原點間的變換和三個方向向量的變換。也就是說:

f([x,y,z])=f([0,0,0]+x*[1,0,0]+y[0,1,0]+z[0,0,1])

=f([0,0,0])+x*f([1,0,0])+y*f([0,1,0])+z*f(z[0,0,1])

前三步主要是為了證明第二個等號,實際上這個證明還不太嚴謹,不過只是理解的話足夠了。

4樓:經濟鬼才馬杜羅

我說的不是仿射變換,但是和仿射變換有關,

y=sinx到y=sin2x,x變短為二分之一y=sinx到2y=sinx,y變短為二分之一x2+y2=1是乙個圓

那麼(x/5)2+y2=1則是把圓的x縮減為五分之一解橢圓題目可以用上了

5樓:zeagle

簡單的說就是保區域性座標的變換:物體經仿射變換之後,物體上每一點的區域性座標都不變。

想象一下,直棍子的中點經變換之後的區域性座標仍然還是0.5,而且棍子還得是保持直的,結果上看這個變換就是線性變換加平移

6樓:bloveing

仿射變換(Affine Transformation)是空間直角座標系的變換,從乙個二維座標變換到另乙個二維座標,仿射變換是乙個線性變換,他保持了影象的「平行性」和「平直性」,即影象中原來的直線和平行線,變換後仍然保持原來的直線和平行線,仿射變換比較常用的特殊變換有平移(Translation)、縮放(Scale)、翻轉(Flip)、旋轉(Rotation)和剪下(Shear)。

7樓:

通俗點嘛

2D的仿射變換:

仿,我的理解是,平面幾何相似圖形(直線角度不變) 乘法射,鏡面反射,整體。 加法

然後數學家們總結出更通用的代數規律:線性代數。

2D變換:一張紙上的圖形,拿遠看,放近看。還可以放在旋轉的桌子上看。或者2者都有

3D變換:貼在四壁或者天花板,地板上歪著腦袋看。

一句話,所有平行線,還是平行線。其它屬性隨意變。

開始可以玩玩複數乘法,加法。

然後推導下向量乘法(結合三角函式積化和差公式,你會恍然大悟)如果數學暴力,可以直接玩線性代數矩陣乘法。

線性代數矩陣乘法我就不貼上複製了——我也沒刷過幾題。

羨慕抽象思維厲害,數學好的學霸。

8樓:maple

因為線性變換不能表示平移,而仿射變換則可以。仿射變換指的是滿足仿射組合的變換,詳細的內容可以看這篇文章仿射空間與仿射變換

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