齐次变换矩阵,如何理解“齐次”?

齐次变换矩阵,如何理解“齐次”?在计算机图形学中 齐次变换矩阵 homogeneous transformati matrix 是用来表示旋转 平移 缩放 错切等几何变换的一种重要工具

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在计算机图形学中,齐次变换矩阵(homogeneous transformation matrix)是用来表示旋转、平移、缩放、错切等几何变换的一种重要工具。所谓“齐次”指的是一种两个数都按比例缩放的方法,通过引入一个额外的分量,使得只有平移可以移到无穷远处,而旋转和缩放不能作用到无限远处,从而方便地表示各种几何变换。

具体来说,对于任意的一个三维向量(x,y,z),可以将其表示为一个四元组(x’,y’,z’,w),其中w称为齐次坐标(homogeneous coordinate),并使用齐次变换矩阵将其变换为另一个四元组(x”,y”,z”,w”)。通过齐次变换,我们可以将旋转、平移、缩放、错切等多种几何变换统一表示为矩阵乘法的形式,从而方便地进行计算。

需要注意的是,变换矩阵的最后一行通常是(0, 0, 0, 1),即w固定为1。这是因为齐次坐标的缩放系数为w,当w=1时,三维向量和四元组之间的转换为一一对应的,方便了几何变换的表示和计算。

综上所述,齐次变换矩阵是一种将几何变换用矩阵乘法统一表示的方法,其中的“齐次”指的是通过引入一个额外的分量,使得几何变换可以方便地在矩阵中进行表示和计算。

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