5. Geometrické transformace



Podobné dokumenty
Téma 9 Těžiště Těžiště rovinných čar Těžiště jednoduchých rovinných obrazců Těžiště složených rovinných obrazců

Konzultace z předmětu MATEMATIKA pro první ročník dálkového studia

matematika vás má it naupravidl

4. cvičení: Pole kruhové, rovinné, Tělesa editace těles (sjednocení, rozdíl, ), tvorba složených objektů

1.7. Mechanické kmitání

Outlook manuál. BeeOnline. Rychlý kontakt:

3.1.4 Trojúhelník. Předpoklady: Každé tři různé body neležící v přímce určují trojúhelník. C. Co to je, víme. Jak ho definovat?

Návrh rozměrů plošného základu

c sin Příklad 2 : v trojúhelníku ABC platí : a = 11,6 dm, c = 9 dm, α = Vypočtěte stranu b a zbývající úhly.

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Moderní způsoby strojního obrábění na frézkách a horizontálních vyvrtávačkách

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Matematický model kamery v afinním prostoru

SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2009/76/ES

Zobrazení v rovině je předpis, který každému bodu X roviny připisuje právě jeden bod X roviny. Bod X se nazývá vzor, bod X se nazývá obraz.

Slovní úlohy vedoucí na lineární rovnice I

Kótování na strojnických výkresech 1.část

1.2.2 Síly II. Předpoklady: 1201

Vydání občanského průkazu

Podrobný postup pro vygenerování a zaslání Žádosti o podporu a příloh OPR přes Portál farmáře

projekce a výroba elektrozařízení automatizace technologických procesů výroba rozváděčů a ovládacích pultů engineering a dodávky do strojírenství

Mechanismy. Vazby členů v mechanismech (v rovině):

MSSF Benefit praktický průvodce pro žadatele v rámci Operačního programu Rozvoj lidských zdrojů

Autodesk Inventor 8 vysunutí

Studium termoelektronové emise:

Mobilní reklama ve vyhledávání

2.1 Pokyny k otevřeným úlohám. 2.2 Pokyny k uzavřeným úlohám TESTOVÝ SEŠIT NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

1. LINEÁRNÍ APLIKACE OPERAČNÍCH ZESILOVAČŮ

Pokud se vám tyto otázky zdají jednoduché a nemáte problém je správně zodpovědět, budete mít velkou šanci v této hře zvítězit.

Žáci mají k dispozici pracovní list. Formou kolektivní diskuze a výkladu si osvojí grafickou minimalizaci zápisu logické funkce

Řešené příklady z OPTIKY II

GEOMETRICKÁ TĚLESA. Mnohostěny

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Reálná čísla

STÍRÁNÍ NEČISTOT, OLEJŮ A EMULZÍ Z KOVOVÝCH PÁSŮ VE VÁLCOVNÁCH ZA STUDENA

3. Dynamika. Obecné odvození: a ~ F a ~ m. Zrychlení je přímo úměrné F a nepřímo úměrné m Výpočet síly a stanovení jednotky newton. F = m.

DOPORUČENÍ A ZÁSADY : ŘÍZENÁ MANUÁLNÍ PŘEVODOVKA TYPU MCP

VPS1 1/5. POPIS SIGNALIZAČNÍCH LED Červená připraveno k provozu, nebo komunikaci s PC Zelená čip přiložen (nekomunikuje s PC)

Grafický manuál jednotného vizuálního stylu

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_12_FY_B

Průniky rotačních ploch

Stanovy společenství vlastníků

Hra Života v jednom řádku APL

Evidence dat v prostředí MS Excelu Kontingenční tabulka a kontingenční graf

Zadání. Založení projektu

Školní kolo soutěže Mladý programátor 2016, kategorie A, B

1. Účel použití. Univerzální hořáky (27kW až 90kW)

Modelové řady visacích zámků Mul-T-Lock

MONTÁŽNÍ NÁVOD LIC VÍKO ŠACHTY SE ZAJIŠTĚNÍM

Manuál Kentico CMSDesk pro KDU-ČSL

REGULACE EL. POHONŮ Stabilita a tlumení. Obr. 1. Schéma uzavřené regulační smyčky. Obr. 2. Ukazatele kvality regulace

Vyhláška č. 294/2015 Sb., kterou se provádějí pravidla provozu na pozemních komunikacích

Scintilační gama spektrometrie

1. POLOVODIČOVÁ DIODA 1N4148 JAKO USMĚRŇOVAČ

Oddíl 5 Bytové spoluvlastnictví

TECHNICKÁ DOKUMENTACE NA PC

I. Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb

Matematika pro chemické inženýry. Drahoslava Janovská

ČÁST PÁTÁ POZEMKY V KATASTRU NEMOVITOSTÍ

Mezní kalibry. Druhy kalibrů podle přesnosti: - dílenské kalibry - používají ve výrobě, - porovnávací kalibry - pro kontrolu dílenských kalibrů.

Propozice seriálu závodů HIT 2016

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Jana Kalinová [ÚLOHA 01 ÚVOD DO PROSTŘEDÍ OBJEMOVÁ SOUČÁST; PŘÍKAZ SKICA A JEJÍ VAZBENÍ]

Cvičení 3 z předmětu CAD I PARAMETRICKÉ 3D MODELOVÁNÍ

Programový komplet pro evidence provozu jídelny v modul Sklad Sviták Bechyně Ladislav Sviták hotline: 608/

Obsah. Obsah. Úvod... 7

Modul Řízení objednávek.

Těhotenský test pro zrakově postižené Tereza Hyková

OPTIMUM M A S C H I N E N - G E R M A N Y

1 BUBNOVÁ BRZDA. Bubnové brzdy používané u vozidel jsou třecí s vnitřními brzdovými čelistmi.

Příklad 1.3: Mocnina matice

(3) Zvolíme pevné z a sledujme dráhu, kterou opisuje s postupujícím časem koncový bod vektoru E v rovině z = konst. Upravíme vztahy (2) a (3)

Úprava fotografií hledání detailu, zvětšování (pracovní list)

NÁVOD K OBSLUZE MODULU VIDEO 64 ===============================

17 a 22a zákona č. 250/2000 Sb., o rozpočtových pravidlech územních rozpočtů, ve znění pozdějších předpisů

PŘESNÁ STŘELBA V ČASOVÉM LIMITU

SMLOUVA O DODÁVCE PITNÉ VODY* A O ODVÁDĚNÍ ODPADNÍCH VOD* č...

TECHNICKÉ KRESLENÍ A CAD

NÁHRADA ZASTARALÝCH ROTAČNÍCH A STATICKÝCH STŘÍDAČŮ

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Možnosti stanovení příčné tuhosti flexi-coil pružin

1 Úvod do čínského určování diagnózy z nehtů

Domov Pod Lipami Smečno, poskytovatel sociálních služeb. Pravidla. pro poskytování sociální služby Denní stacionář pro seniory

Městský úřad Náchod Masarykovo náměstí 40, PSČ Náchod

VYUŽITÍ MATLABU PŘI NÁVRHU FUZZY LOGICKÉHO REGULÁTORU. Ing. Aleš Hrdlička

PROPOZICE KRAJSKÉHO KOLA KRÁLOVÉHRADECKÝ KRAJ SOUTĚŽ DOBROVOLNÝCH HASIČŮ V DISCIPLÍNÁCH TFA Nejtvrdší hasič

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: ŠČERBOVÁ M. PAVELKA V. NOSNÍKY NOSNÍKY

NÁVOD K HODINKÁM S KAMEROU 1. Úvod Dostává se Vám do rukou kamera s mikrofonem, záznamem obrazu a zvuku skrytá v náramkových hodinkách.

NÁVRHOVÝ PROGRAM VÝMĚNÍKŮ TEPLA FIRMY SECESPOL CAIRO PŘÍRUČKA UŽIVATELE

Exponenciála matice a její užití. fundamentálních matic. Užití mocninných řad pro rovnice druhého řádu

SMLOUVA O POSKYTNUTÍ DOTACE

Krajská hospodářská komora Střední Čechy. Pravidla soutěže. Poznáváme firmy ve středních Čechách. 1. Pořadatel soutěže. 2. Termín konání soutěže

TRANSFORMACE. Verze 4.0

DTX700 Konfigurační a programovací interface k regulátorům řady DTCxxx

Trvale udržitelný rybolov

1. Smluvní strany. 2. Předmět smlouvy

Státní maturita 2011 Maturitní testy a zadání jaro 2011 Matematika: didaktický test - základní úrove obtíºnosti MAMZD11C0T02 e²ené p íklady

VÝZVA K PODÁNÍ NABÍDEK A PROKÁZÁNÍ SPLNĚNÍ KVALIFIKACE A ZADÁVACÍ DOKUMENTACE

Strojní součásti, konstrukční prvky a spoje

5. cvičení 4ST201_řešení

ZÁKON. ze dne 30. června o osobním vlastnictví k bytům. Národní shromáždění Československé socialistické republiky se usneslo na tomto zákoně:

Zvyšování kvality výuky technických oborů

SOCIÁLNÍ SLUŽBY UHERSKÝ BROD,

Transkript:

5. Geometrické trnormce V této čáti předmětu 3D počítčová grik e budeme bývt geometrickými trnormcemi 3D objektů. Jedná e o operce pouvů otáčení měn měřítk koení těle vtvořených opercemi modelování. Stejnou problemtikou pro 2D grické objekt jme e bývli v předmětu Grické editor. 5. Homogenní ouřdnice Pro jednodušení výpočtů trnormcí e výhodou používá repreentce bodů pomocí homogenních ouřdnic. to repreentce e používá několik důvodů. Homogenní ouřdnice umožňují vjádření nejčtěji používných lineárních trnormcí pomocí jediné mtice což v nehomogenních krtékých ouřdnicích není možné. Dlší čto používnou trnormcí vjádřitelnou pomocí mtic v homogenních ouřdnicích je perpektivní promítání. půob vjádření trnormcí pomocí mtic je obvlášť výhodný ejmén proto že pro jejich implementcí le vužít eitujících knihoven pro práci mticemi. Skládání trnormcí e totiž v tom kontetu reliuje jko náobení mtic inverní trnormce je repreentován inverní mticí td. Moderní grické proceor eektivně reliují výše uvedené mticové operce rchlot prcování cén e dík peciliovným grickým krtám neutále všuje. Upořádná čtveřice číel [ w] předtvuje homogenní ouřdnice bodu P krtékými ouřdnicemi [ h h h ] ve třech roměrech jetliže pltí h h h w w w w Bod P je vými homogenními ouřdnicemi určen jednončně. Souřdnici w též nýváme váhou bodu. Čto e volí w potom jou homogenní ouřdnice bodu P [ h h h ]. Obecnou mtici 4 4 repreentující lineární trnormci bodu P [ w] n bod [ W] budeme ončovt M její peciální přípd pk podle druhu trnormce npř. (trnlce R (rotce. Mticová rovnice trnormce ouřdnic bodů objektu má tvr W M 4 4 w Ob mtice M je potom ávilý n tpu trnormce (otáčení koení td..

5.2 ákldní trojroměrné trnormce Pro lineární trnormce v protoru e v počítčové grice e používjí mtice velikoti 4 4 použitím homogenních ouřdnic. Pounutí Pounutí ve 3D je určeno vektorem pounutí ( který udává jednotlivá pounutí ve měrech ouřdných o. Mticová rovnice pro pounutí pro w Otáčení kolem pevného bodu ve měru ouřdných o Pro otáčení objektu vůči pevnému bodu je třeb i uvědomit těleo má v protoru tři tupně volnoti. Muíme ted peciikovt tento pevný bod vektor který procháí pevným bodem ve měru kterého e objekt otáčí úhel otočení (obr.5.. Obr. 5. 3D otáčení kolem bodu Jedním jednoduchých přípdů otáčení ve třech roměrech je otáčení kolem tředu těle p umítěnému v počátku ouřdného tému. Rotce ve měru konkrétní o npříkld nmená že e ouřdnice bodů rotujícího objektu nemění. rnormce repreentující otáčení kolem o o úhel Obdobně jou etven trnormce pro otáčení kolem o.

Pokud chceme bod objektu otáčet kolem počátku ouřdnic ve měru libovolného vektoru vcháejícího počátku můžeme to provét potupným otáčením kolem jednotlivých o. Předpokládejme potupné otáčení kolem o úhel kolem o úhel β kolem o úhel γ. Výledná mtice rotce bude R R R R. Dlším přípdem je otáčení kolem bodu umítěného mimo počátek ouřdného tému. (obr.5.2. V tomto přípdě použijeme trnormci loženou pounutí (p do počátku ouřdného tému otočení R( o přílušný úhel pětného pounutí (-p do bodu p. Obr.5.2 Otáčení kolem bodu mimo počátek ouřdného tému Npříkld pro otáčení kolem o bude trnormční mtice M (p R( ( p Vnáobením trnormčních mtic R dotneme loženou mtici pouvu otáčení M + Obecnou rotcí nýváme otáčení kolem bodu mimo počátek ouřdného tému ve měru obecné o v protoru le reliovt e ložením několik dílčích trnormcí kolem o. Nleení přílušné trnormční mtice všk není jednoduché. Předpokládejme že o rotce je určen vektorem i + j + k bod otáčení p (obr.5.3. Vektor bodu p do bodu trnormovného je otočen vůči vektoru bodu p do původního bodu o úhel. Obr.5.3 Otáčení kolem obecné o

Po odvoení le rotci bodu kolem bodu p ve měru obecného vektoru o úhel popt rotční mticí tvru + + (- ( 2 2 2 I R kde I je jednotková mtice 4 4. Obecnou rotci kolem bodu p který leží mimo třed těle řešíme podobně jko u obecné rotce v rovině tj. potupnými trnormcemi. volený bod otáčení p pouneme do počátku ouřdného tému otočíme bod trnormovného objektu o dný úhel pětným pounutím vrátíme výledek do výchoí poice. rnormční mtice M bude ložen e tří ákldnici trnormcí ( ( ( p R p M měn měřítk měnu měřítk S( v protoru popiují trnormční mticová rovnice kde koeicient určují měnu ve měru přílušné ouřdnicové o. Pomocí měřítkových koeicientů můžeme reliovt některou trnormcí ouměrnoti (rcdlení v protoru (tředová ouměrnot ouměrnot podle rovin oová ouměrnot. Npříkld ouměrnot podle rovin n obráku je reliován pomocí koeicientů -. koení Operci koení ve třech roměrech můžeme rodělit n tři přípd koení vůči jednotlivým rovinám koeicient koení Sh Sh Sh. Obr. 5.4 koení vhledem k rovině

Ve všech třech přípdech určují koeicient míru koení v odpovídjícím měru. Mtice trnormce koení vůči rovině Sh rnormční mtice koení Sh Sh Sh Sh 5.3 Deormční trojroměrné trnormce Předchoí uvedené trnormce chovávjí ákldní tvr objektu protože jou uniormní vůči ouřdnicím. Pokud npříkld použijeme při trnormci měn měřítk růné hodnot v áviloti n některé ouřdnici objekt e užuje nebo rošiřuje podél přílušné o tím e nedeormuje jeho ákldní tvr. Abchom deormovli ákldní tvr těle muíme trnormční koeicient modiikovt nějkou unkční ávilotí. N obr. 5.5 jou preentován deormční trnormce úžením kroucením prohnutím. rnormce prohýbáním je proveden pro všechn tři ouřdnice. Obr. 5.5 Deormce úžením kroucením prohnutím Deormce užováním Deormce úžením e ndno reliuje pomocí operce měn měřítk kd e měřítkové koeicient mění podle nějké unkce. Vbereme ouřdnou ou podél které chceme provét úžení těle volíme unkci měn měřítk pro blé dvě ouřdnice. to unkce může být pro kždou ouřdnici jiná. Rovnice úžení podél o ( (

Funkce ( může být lineární nebo nelineární. Doením ( do trnormční mtice měn měřítk dotneme trnormční mtici užování podél o. Deormce kroucením Deormce kroucením e reliuje pomocí operce otáčení kd e úhl ntočení mění podle volené unkce. Kroucení podél o + kde ( je unkce měn úhlu ntočení. Doením ( do trnormční mtice měn měřítk dotneme trnormční mtici kroucení podél o. Deormovt kroucením le tké jen čát těle v intervlu ouřdnice Potom deormce kroucením podle o :. m ( ( pro < ( + ( pro < > > m m pro pro m m Deormce prohýbáním Deormce prohýbáním je ložen n geometrické trnormci pouvu. Předpokládejme prohýbání podél o. Předem e určí třed ohýbání intervl hodnot ouřdnice ve kterém e bude prohýbt koeicient k lineárního prohnutí. Deormční trnormce lineárního ohýbání podél o + k + k pro pro < pro pro < > > Doením ( k do trnormční mtice měn měřítk dotneme trnormční mtici prohýbání podél o. Nelineární deormce nemohou být obecně plikován n objekt povrch tvořenými polgonálními ítěmi. Problémem je v tkovém přípdě možné omeení pojitoti mei vrchol polgonů dále polgonální rolišení povrchu m m m m

5.4 Geometrické trnormce v OpenGL V knihovně OpenGL eitují tři trnormční mtice které e potupně plikují n bod (vrchol popřípdě i n normál vrcholů. První trnormční mtice e jmenuje ModelView mtri. N tuto mtici e můžeme dívt jko n pojení modelové mtice pohledové mtice protože e používá jk pro ntvení poice kmer tk i pro mnipulci objekt ve céně. Druhá trnormční mtice e jmenuje Projection mtri používá e pro ntvení perpektivní projekce kmer. řetí trnormční mtice e jmenuje Viewport mtri používá e po provedení perpektivní projekce k mpování objektů btrktních ouřdnic do ouřdnic okn. to polední mtice ve kutečnoti poue provádí trnormci v dvojroměrné ploše proto e ní v OpenGL neprcuje jko "plnohodnotnou" mticí. Kromě těchto tří mtic můžeme měnit mtici která e používá při mpování tetur n povrch objektů. to mtice e nývá eture mtri. měn trnormčních mtic ntvení ktuální trnormční mtice Při měně některé trnormčních mtic muíme nejprve určit kterou trnormční mtici budeme měnit. K tomuto účelu e používá unkce void glmtrimode(glenum mode. to unkce má jeden prmetr mode jímž určujeme mtici kterou budeme dlšími přík měnit. Prmetr může nbývt tří hodnot repreentovných mbolickými kontntmi: GL_MODELVIEW - bude e měnit ModelView mtri tj. mtice ve které jou uložen modelové pohledové trnormce (trnormce objektů ntvení kmer. GL_PROJECION - bude e měnit Projection mtri tj. mtice která e používá pro ntvení perpektivní nebo ortogonální projekce kmer. GL_EURE - bude e měnit eture mtri tj. mtice která e používá při mpování tetur n povrch objektů. Aktuálně ntvenou mtici le jitit pomocí příku glgetintegerv(gl_mari_mode &currentmode po jehož provedení je v proměnné currentmode některá kontnt GL_MODELVIEW GL_PROJECION nebo GL_EURE. měn obu ktuálně ntvené trnormční mtice S obem ktuálně ntvené mtice le mnipulovt pomocí unkcí gllodidentit( gllodmtri*( glmultmtri*( glrnlte*( glscle*( glrotte*(. Nejjednodušší těchto unkcí je unkce void gllodidentit(void. to unkce nhrje do ktuálně ntvené trnormční mtice koeicient odpovídjící jednotkové mtici tj. mtici ve které jou všechn prvk vnulován výjimkou prvků hlvní digonál které jou ntven n jedničku. to mtice hrje úlohu neutrálního prvku při náobení mtic nebo při náobení vektoru mticí. Při ntvování některé trnormční mtice e v nproté většině přípdů číná touto unkcí neboť pomocí ní mtici "připrvíme" n plikci dlších trnormcí. Funkce gllodmtri*( e používá pro přímé ntvení prvků mtice. to unkce eituje ve dvou vrintách lišících e poue tpem pole které unkci předáváme jko prmetr. První vrint je ndeklrován jko void gllodmtrid(cont GLdouble *m druhá vrint jko void gllodmtri(cont GLlot *m. U první vrint má pole jko vé prvk hodnot tpu GLdouble ve druhé vrintě jou to prvk tpu GLlot. Dlší unkce glmultmtri*( louží k vnáobení ktuálně ntvené trnormční mtice mticí dnou jko prmetr této unkce. Opět eitují dvě vrint které e liší

tpem prvků předávného pole. to vrint jou ndeklrován jko void glmultmtrid(cont GLdouble *m void glmultmtri(cont GLlot *m. U první vrint e používjí hodnot tpu GLdouble u druhé tpu GLlot. Dlší tři unkce glrnlte*( glscle*( glrotte*( jou používán mnohem čtěji než předchoí dvě unkce. U těchto unkcí e nemnipuluje přímo jednotlivými prvk mtice le dávjí e ákldní lineární trnormce - poun měn měřítk rotce. Pro dné trnormce e vtvoří dočná mtice ktuální mtice (většinou je to mtice ModelView je touto dočnou mticí vnáoben. Funkce glrnlte*( která eituje ve dvou vrintách void glrnlted(gldouble GLdouble GLdouble void glrnlte(gllot GLlot GLlot peciikuje poun o vektor [ ]. Funkce glscle*( vrintmi void glscled(gldouble GLdouble GLdouble void glscle(gllot GLlot GLlot louží k dání trnormce měn měřítk kd je těleo neávile většeno/menšeno ve třech měrech odpovídjících jednotlivým ouřdným oám. Funkce glrotte*( která má opět dvě vrint void glrotted(gldouble ngle GLdouble GLdouble GLdouble void glrotte(gllot ngle GLlot GLlot GLlot peciikuje trnormci rotce. ěleo je otočeno o úhel ngle okolo o procháející počátkem bodem (. Úhel ngle je v obou vrintách dán ve tupních. Bod jímž o rotce procháí b neměl být ntven n ouřdnice (. íkání hodnot prvků jednotlivých trnormčních mtic Pro íkání hodnot které mjí jednotlivé prvk trnormčních mtic le použít unkci void glgetdoublev(glenum pnme GLdouble * prm nebo void glgetflotv(glenum pnme GLlot * prm. Prmetr pnme muí obovt jednu těchto mbolických kontnt: GL_MODELVIEW_MARI GL_PROJECION_MARI nebo GL_EURE_MARI. V poli prm jou potom vrácen prvk přílušné trnormční mtice. Otevřeme protředí Viul C++ ve ložce Prik9 projekt pr9.dw. Sledujeme jednotlivé trnormční přík unkce ondipl potom progrm putíme trnormujeme objekt pomocí přílušnými klávemi.