2. Koordináta-transzformációk



Hasonló dokumentumok
2. Koordináta-transzformációk

Projektív ábrázoló geometria, centrálaxonometria

EUKLIDESZI TÉR. Euklideszi tér, metrikus tér, normált tér, magasabb dimenziós terek vektorainak szöge, ezek következményei

σ = = (y', z' ) = EI (z') y'

1. Lineáris transzformáció

STATIKA A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak hallgatói részére (2003/2004 tavaszi félév)

Kvadratikus alakok gyakorlás.

Máté: Számítógépes grafika alapjai

1. MÁSODRENDŰ NYOMATÉK

MECHANIKA I. - STATIKA. BSc-s hallgatók számára

Szilárdságtan. Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

Térbeli transzformációk, a tér leképezése síkra

Matematika OKTV I. kategória 2017/2018 második forduló szakgimnázium-szakközépiskola

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje az erőrendszerek egyenértékűségének és egyensúlyának feltételeit.

15. Többváltozós függvények differenciálszámítása

A ferde hajlítás alapképleteiről

A VÉGESELEM-MÓDSZER ALAPJAI

Kozák Imre Szeidl György FEJEZETEK A SZILÁRDSÁGTANBÓL

XI. FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

EGY KERESZTPOLARIZÁCIÓS JELENSÉG BEMUTATÁSA FIZIKAI HALLGATÓI LABORATÓRIUMBAN

5. ROBOTOK IRÁNYÍTÓ RENDSZERE Robotok belső adatfeldolgozásának struktúrája

Robottechnika II. 1. Bevezetés, ismétlés. Ballagi Áron Automatizálási Tanszék

. Vonatkoztatási rendszer z pálya

Inverz függvények Inverz függvények / 26

Egzakt következtetés (poli-)fa Bayes-hálókban

18. előadás ÁLLANDÓ KÖLTSÉGEK ÉS A KÖLTSÉGGÖRBÉK

Lineáris leképezések. Wettl Ferenc március 9. Wettl Ferenc Lineáris leképezések március 9. 1 / 31

Fizika A2E, 1. feladatsor

Az összetett hajlítás képleteiről

A végeselem programrendszer általános felépítése (ismétlés)

10.3. A MÁSODFOKÚ EGYENLET

az eredő átmegy a közös ponton.

MAGYARÁZAT A MATEMATIKA NULLADIK ZÁRTHELYI MINTAFELADATSOR FELADATAIHOZ 2010.

Határérték. Wettl Ferenc el adása alapján és Wettl Ferenc el adása alapján Határérték és

3. MÉRETEZÉS, ELLENŐRZÉS STATIKUS TERHELÉS ESETÉN

Alapmőveletek koncentrált erıkkel

Atomfizika előadás 4. Elektromágneses sugárzás október 1.

1. Lineáris leképezések

Acélszerkezetek méretezése Eurocode 3 szerint

13. Tárcsák számítása. 1. A felületszerkezetek. A felületszerkezetek típusai

Dr. Égert János Dr. Nagy Zoltán ALKALMAZOTT RUGALMASSÁGTAN

Többváltozós analízis gyakorlat, megoldások

Műszaki Mechanika I. A legfontosabb statikai fogalmak a gépészmérnöki kar mérnök menedzser hallgatói részére (2008/2009 őszi félév)

Kalkulus II., harmadik házi feladat

- Anyagi pontrendszer: anyagi pontok halmaza / összessége.

Polarizáció fogalma. A polarizált fény. A fluoreszcencia alapvető paraméterei. Elektromágneses hullámok. Polarizált fény, polarizáció

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje a rugalmasságtan 2D feladatainak elméleti alapjait.

A szilárdságtan 2D feladatainak az feladatok értelmezése

Relációk. Vázlat. Példák direkt szorzatra

Vázlat. Relációk. Példák direkt szorzatra

Elektromágneses hullámok

Mechanika II. Szilárdságtan

3. Sztereó kamera. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Feladatok Oktatási segédanyag

SZILÁRDSÁGTAN A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak egyetemi ágon tanuló hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév, szigorlat)

7. feladatsor: Laplace-transzformáció (megoldás)

Anizotrópia kettőstörés (birefringence)

A fő - másodrendű nyomatékok meghatározása feltételes szélsőérték - feladatként

TARTÓSZERKETETEK III.

Tárgy. Forgóasztal. Lézer. Kamera 3D REKONSTRUKCIÓ LÉZERES LETAPOGATÁSSAL

Vektorok. Wettl Ferenc október 20. Wettl Ferenc Vektorok október / 36

Transzformációk síkon, térben

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Egyenletek, egyenletrendszerek

Tuzson Zoltán A Sturm-módszer és alkalmazása

A tér lineáris leképezései síkra

MEREVSZÁRNYÚ REPÜLŐGÉPEK VEZÉRSÍK-RENDSZEREINEK KIALAKÍTÁSA 3 REPÜLŐKÉPESSÉG

Hely és elmozdulás - meghatározás távolságméréssel

(5) Mit értünk a szilárdságtanban a dinamikán? A szilárdságtanban a dinamika leírja a terhelés hatására a testben fellépő belső erőrendszert.

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI. minimum tételek szóbeli vizsgához. Powered by Beecy

A differenciálegyenlet általános megoldása az összes megoldást tartalmazó halmaz.

Matematikai összefoglaló

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Kiegészítés a felületi hullámossághoz és a forgácsképződéshez. 1. ábra. ( 2 ) A szögváltozó kifejezése:

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

12. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: dr. Nagy Zoltán egy. adjunktus; Bojtár Gergely egy. Ts.; Tarnai Gábor mérnöktanár.

Az F er A pontra számított nyomatéka: M A = r AP F, ahol

HÁZI FELADAT megoldási segédlet PONTSZERŐ TEST MOZGÁSA FORGÓ TÁRCSA HORNYÁBAN 2. Anyagi pont dinamikája neminerciarendszerben

3. Szerkezeti elemek méretezése

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje az erő, a nyomaték és erőrendszerek jellemzőit.

Számítási feladatok a Számítógépi geometria órához

1 1 y2 =lnec x. 1 y 2 = A x2, ahol A R tetsz. y =± 1 A x 2 (A R) y = 3 3 2x+1 dx. 1 y dy = ln y = 3 2 ln 2x+1 +C. y =A 2x+1 3/2. 1+y = x.

Líneáris függvények. Definíció: Az f(x) = mx + b alakú függvényeket, ahol m 0, m, b R elsfokú függvényeknek nevezzük.

Polarizált fény, polarizáció. Polarizáció fogalma. A polarizált fény. Síkban polarizált fény. A polarizátor

Megjegyzés: Amint már előbb is említettük, a komplex számok

Matematika szintfelmérő szeptember

Héj / lemez hajlítási elméletek, felületi feszültségek / élerők és élnyomatékok

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Egyenletek, egyenletrendszerek

8. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: dr. Nagy Zoltán egy. adjunktus; Bojtár Gergely egy. Ts.; Tarnai Gábor mérnöktanár.

Felkészítő feladatok a 2. zárthelyire

5. házi feladat. AB, CD kitér élpárra történ tükrözések: Az ered transzformáció: mivel az origó xpont, így nincs szükség homogénkoordinátás

VIII.4. PONT A RÁCSPONTOK? A feladatsor jellemzői

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria III.

Számítógépes geometria

3. Lokális approximáció elve, végeselem diszkretizáció egydimenziós feladatra

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

Lepárlás. 8. Lepárlás

A feladatokat önállóan, meg nem engedett segédeszközök használata nélkül oldottam meg: Olvasható aláírás:...

Fizika A2E, 5. feladatsor

Haladó lineáris algebra

Átírás:

Koordnáta-transformácók. Koordnáta-transformácók Geometra, sámítógép graka feladatok során gakran van arra sükség, hog eg alakatot eg ú koordnáta-rendserben, vag a elenleg koordnáta rendserben, de elmogatva, átalakítva aduk meg. Et koordnáta-, lletve pont-transformácónak neveük. Koordnáta-transformácóról akkor besélünk, ha a tárg eg ú koordnáta-rendserre vonatkoó koordnátát határouk meg a régek smeretében. Ilenkor a tárgat váltoatlannak tekntük, csak a né pont váltok. ont-transformácóról akkor besélünk, ha a koordnáta-rendsert nem váltotatuk, de a obektum pontaho ú koordnátákat rendelünk. Ilenkor a tárg váltok, a né pont váltoatlan. Matematkalag a kétféle transformácó aonos formában írható le. A koordnáta-rendsereket deréksög, obbsodrású, Descartes-féle koordnáta-rendsereknek tekntük. A transformácók egséges keelése érdekében a ún. homogén koordnátákat s beveetük. Eg -dmenós térbel pont (,, ) Descartes-koordnátát (nhomogén koordnáták) kegésítük eg negedk koordnátával, a -gel. Íg a pont homogén koordnátá (,,, ). Általában a (,,, 4 )-et s a homogén koordnátáának tekntük, ha 4 0, valamnt = 4, = 4 és = 4. éldául a (,, ) nhomogén koordnátákkal adott pont homogén koordnátá a (,,, ) és a (6,, 4, ) s. Eg (,,, 0) koordnátáú pontot végtelen távol (deáls) pontnak neveük. A transformácók során a pont (,, ), lletve a (,,, ) koordnátának smeretében a ú (,, ), lletve a (,,, ) koordnátákat keressük... Síkbel (D) transformácók... Egbevágóság transformácók Eltolás. Legen a eltolás vektora d = (d, d ) (. ábra). Ekkor = + d = + d. Mátros formában nhomogén alakban: ( ) = ( 0 0 Homogén alakban mátros formában: = ) ( 0 d 0 d 0 0 ) + ( d d )..

Sámítógép geometra Rövden ahol M = 0 d 0 d 0 0, = = M, és =. d. ábra. Eltolás. Forgatás. A orgó körül α söggel való potív elforgatás a követke képpen adható meg (. ábra): = cos α sn α = sn α + cos α. Homogén alakban mátros formában: = Homogén alakban, mátrokkal felírva: ahol M = cos α sn α 0 sn α cos α 0 0 0 cos α sn α 0 sn α cos α 0 0 0, = = M, és = A síkbel transformácó általános homogén alakának mátros formáa a követke :.. ahol M = m m d m m d 0 0, = = M, () és =.

Koordnáta-transformácók. ábra. Orgó körül forgatás. Tükröés. A továbbakban csak a transformácó M mátrát íruk fel. A tengelre vonatkoó tükröés mátra : M = A tengelre vonatkoó tükröés mátra : M = A orgóra vonatkoó tükröés mátra : M = A = egenesre vonatkoó tükröés mátra : M = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0. ábra. Tengelekre vonatkoó tükröés.... An transformácók Skáláás vag nútás. Orgóból történ tengelek ment nútás. A s > 0 a tengel ránú nútás aránsáma, a s > 0 a tengel ránúé (4. ábra). M = s 0 0 0 s 0 0 0 Ha mndkét tengel ránában megegek a nútás mértéke, aa 0 < s = s = s, akkor a transformácót orgó köéppontú nagításnak ( < s), vag kcsnítésnek (0 < s < ) neveük, amel már hasonlóság transformácó.

4 Sámítógép geometra s 4. ábra. Nútás, skáláás. Nírás. Ha a sík pontat eg egenessel párhuamosan elcsústatuk úg, hog a csústatás mértéke egenesen arános a egenest l való el eles távolsággal, akkor a íg kapott transformácót neveük nírásnak. (Eg specáls tengeles antás, ún. elácó.) Ha a egenes a tengel és a nírás mértéke λ (5. ábra), akkor a transformácó mátra: M = λ 0 0 0 0 0. 5. ábra. Nírás tengellel párhuamosan. A tengellel párhuamos µ mérték nírás mátra: M = s 0 0 µ 0 0 0 A fent elem transformácók egmás után végrehatásával össetett transformácókat állíthatunk el. Eg tets leges mogás eltolásból és forgatásból; egbevágóság transformácó eltolásból, forgatásból és tükröésb l; eg általános hasonlóság transformácó eg egbevágóság transformácóból és eg orgó körül nagításból (kcsnítésb l); eg általános an transformácó pedg eg egbevágóság transformácóból és skáláásból, lletve nírásból állítható el. A fent transformácókho tartoó mátr determnánsa nem nulla, egbevágóság esetén ± mogás esetén pedg +... élda. A elem transformácók egmás után alkalmaásával állítsunk el eg össetett transformácót. El sör alkalmaunk -tengellel párhuamos, λ = mérték nírást, mad a orgó körül, α = 0 -os söggel való potív elforgatást és végül eg d(, ) vektorral való eltolást. Ekkor a eges transformácók mátra M = M = 0 0 0 0 és M = 0 0 0 0.. 0 0 0 0 0,

Koordnáta-transformácók 5 Íg adódk, hog = M (M (M )) = (M M M ) = M, ahol a össetett transformácó M mátrát a három transformácó mátrának a (fordított sorrendbel) sorata, a M M M ada. Aa M = M M M = + 0 0 Határouk meg a (, ) pont össetett transformácó után koordnátáát. A pont homogén koordnátáa (,, ), tehát + 0 0 = Tehát a pont ú nhomogén koordnátáa (, )..... d.. Feladat. 6. ábra. Össetett transformácó.... Íra fel a C(, ) pont körül 45 -os forgatás mátrát! (A C pont orgóba való eltolása, orgó körül forgatás, C vssatolása.)... Bontsa fel a = egenesre vonatkoó tükröést orgó körül forgatások és - tengelre való tükröés soratára!... Bontsa fel a orgóra való tükröést tengeles tükröések soratára!

6 Sámítógép geometra.. Térbel (D) transformácók A -dmenós térben eg általános an transformácó homogén alakának mátros formáa a követke : Rövden ahol M = = m m m m 4 m m m m 4 m m m m 4 0 0 0 m m m m 4 m m m m 4 m m m m 4 0 0 0 = M, (), = és =. A továbbakban a () elem transformácó M mátrat aduk meg.... Egbevágóság transformácók Eltolás. A d = (d, d, d ) vektorral való eltolás. M = Forgatás. A koordnáta-tengelek körül. A tengel körül α söggel való potív elforgatás. M = A tengel körül α söggel való potív elforgatás. M = A tengel körül α söggel való potív elforgatás. M = Tükröés. A koordnáta síkokra. A koordnátasíkra való tükröés. M = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d 0 0 d 0 0 d 0 0 0 0 0 0 0 cos α sn α 0 0 sn α cos α 0 0 0 0 cos α 0 sn α 0 0 0 0 sn α 0 cos α 0 0 0 0 cos α sn α 0 0 sn α cos α 0 0 0 0 0 0 0 0

Koordnáta-transformácók 7 A koordnátasíkra való tükröés. M = A koordnátasíkra való tükröés. M =... An transformácók 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Skáláás. Orgóból történ tengelek ment nútás. A eges tengelek ment nútás potív aránsáma s, s, lletve s. Ha 0 < s = s = s, akkor a transformácó orgó köéppontú hasonlóság, amel hasonlóság transformácó. M = s 0 0 0 0 s 0 0 0 0 s 0 0 0 0 Nírás. A síkkal párhuamos λ mérték tengel ránú és µ mérték tengel ránú nírás. M = 0 λ 0 0 µ 0 0 0 0 0 0 0 A több koordnátasíkkal párhuamos nírás mátra hasonlóan megadható... Vetítések A -dmenós tér alakatat általában csak síkban tuduk megeleníten. Lehet e a sík a nomtató, plotter ralapa, vag akár a képern. Ehhe sükség van a tér pontanak eg képsíkra való egértelm vetítésére. A len vetítések dmenó vest, nem kölcsönösen egértelm, elfauló leképeések. A vetítésekhe tartoó () transformácó mátrának determnánsa nulla. Ilen leképeések a mer leges vetítés, párhuamos vetítés, a centráls vetítés. A egser ség matt a képsíknak a koordnáta síkot tekntük. A el ekhe hasonlóan a vetítéseket s a () homogén alakban íruk le.... Mer leges vetítés A síkra való mer leges vetítés esetén a alakatnak csak a koordnátá lesnek 0-k (7. ábra). Tehát a (,,, ) pont vetülete a (,, 0, ) pont les, a mer leges vetítés mátra pedg M = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.

} 8 Sámítógép geometra O (,, ) K (,,0)... Centráls vetítés 7. ábra. Mer leges vetítés. Legen a centráls képsík a koordnátasík és a vetítés centruma a tengel C(0, 0, s) ponta, ahol 0 < s. Továbbá legen a (,, ) pont ( s) centráls vetülete a c ( c, c, 0) pont. Ha a, és c pontokat vetítük a síkra, akkor a 8. ábra alapán a kapott hasonló háromsögekb l felírhatuk a c = aránt. Ebb l c -t kfeeve kapuk, hog a c másodk koordnátáa c = s. Hasonlóan megkaphatuk a s s s centráls vetület els koordnátáát. Tehát c koordnátá ( s, s, 0), ahol s. s s Ha gelembe vessük, hog 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 s = c homogén koordnátát kaptuk. Aa (,, 0, s ) = ( s s, 0, ). Tehát a centráls vetítés mátra M = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 s. s, s 0 s, láthatuk, hog O C(0,0, s) s } s- C K c O } c 8. ábra. Centráls vetítés.

} Koordnáta-transformácók 9... árhuamos vetítés A koordnátasíkra történ v(v, v, v ) (v 0) vektorral párhuamos vetítés mátra a el ekhe hasonlóan meghatároható (a 9. ábra) M = 0 v v 0 0 v v 0 0 0 0 0 0 0 0. O v K O v - v 9. ábra. árhuamos vetítés. Ha a párhuamos vetületre alkalmaunk eg síkbel hasonlóság transformácót, akkor a íg kapott kép eg aonometrkus vetület les. A CAD alkalmaások általában a párhuamos vetítést nem alkalmaák. A térbel pont-transformácókkal vag koordnáta-rendser transformácókkal a vetítend alakatot olan heletbe hoák, ahonnét a mer leges vetítés megfelel vetületet eredméne. E lehet akár felülnéet vag eg ortogonáls aonometrkus kép. Sok softver a centráls vetítést eg térbel transformácóval (proektív transformácó) és eg mer leges vetítéssel helettesít. El sör olan alakká transformála a obektumot, hog annak a mer leges vetülete eg centráls képet adon... Feladat.... Íra fel a orgóra való tükröést mátrát!... (Beadandó.) Ada meg a (,, ) térbel pont képének koordnátát eg tengel ment 5 egséggel való eltolás, eg orgóból való -seresére nagítás, -tengel körül 60 -os forgatás és eg síkra való tükröés után! (A megoldás menetét, alapmátrokat s kööle.) Eg tets leges alakattal végee el uganet ACADdal s! Ábráola a eredet és a tovább transformált alakatokat s! Mndegket elöle más sínnel!

0 Sámítógép geometra.4. AutoCAD 004 esköök A módosítás eskötár (a 0. ábra) els klenc konho tartoó parancsok a törlés (_erase), a obektum másolása (_erase), a tükröés (_mrror), a párhuamos húás (_oset), a kostás (_arra), a mogás (_move), a forgás (_rotate), a léptékeés (_scale) és a nútás (_stretch). E m veletek s alkalmahatók térbel obektumokra s, de a általános térbel transformácók a Módosítás menü D m velete köött találhatók. 0. ábra. ACAD 004 módosítás eskötára.