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关于齐次坐标的五个问题

2019年3月21日 下午7:30
【机器视觉】张氏法相机标定 - 知乎

总结:

  1. 当我们需要再三维空间空进行定义、表示某个量 or 动作 or 关系 时。有两个工具可以选择:笛卡尔坐标 or 齐次坐标
  2. 目前可以表示的
    1. 点的齐次坐标
    2. 线的齐次坐标
  3. 可以表示的动作
    1. 点的平移变换
  4. 可以表示的关系
    1. 投影透视关系
  5. 坐标系与矩阵有啥关系:
    1. 坐标系下的坐标,可以用矩阵、向量表示
    2. 然后可以进行部分的运算

为什么要定义齐次坐标:

为什么称之为“齐次”:不论你进行多少“次”的a,在笛卡尔坐标下都一样”齐”

因为:伸缩不变性

为什么有了齐次坐标的表示方式我们就可以描述投影透视关系了呢

利用“齐次”实现[点的平移变换]:

  • 点的表示:P(px,py,pz,1)
  • 在笛卡尔坐标系下
    • 仿射变换实现方式:三分量的旋转矩阵 + 缩放矩阵
    • 平移变换实现方式:无法通过三分量矩阵实现
  • 在齐次坐标下:
    • 平移变换实现方式:通过四分量的矩阵实现

为什么齐次坐标可以区分向量和点

点的齐次坐标:P(px,py,pz,1)
线的齐次坐标:v(v1,v2,v3,0)