Математическое описание перспективных проекций.

Для простоты примем, что плоскость проецирования перпендикулярна оси z и совпадает с плоскостью z=d.

Рис. 11.10

Для каждой т. Р объекта т. изображения определяется как т. пересечения прямой линии ОР и экрана.

Рассмотрим подобные треугольники:

Расстояние d является в данном случае масшт-ым k. Фактором, приводящим к тому, что удаленные объекты выглядят мельче, является деление на z. Допустимы все значения z, кроме z=0.

Замечание 1: Т.к. т. О ( оси z) находится в центре объекта, а ось z совпадает с , то т. Q тоже будет находиться приблизительно в центре изображения объекта. Если расположить начало координат экрана (плоскости проецирования) в нижнем левом углу, а размеры экрана: а – по горизонтали, b – по вертикали, то

.

Замечание 2: Необходимо определить расстояние между т. наблюдения Е и экраном – d.

Рис. 11.11

Это выражение равно применимо для горизонтальных и вертикальных размеров. Его надо использовать лишь для приблизительной оценки d, т.к. 3-хмерный объект может иметь сложную форму и не всегда ясно, какие размеры надо включать в это уравнение.

Замечание 3: Особенность нашего глаза такова, что мы можем видеть только точки, расположенные внутри определенного конуса, ось которого совпадает с направлением взгляда ОЕ. Очень важный параметр этого конуса – угол . Глаз, как и камера допускает только такие значения угла , которые не . При выборе рекомендуется пользоваться формулой:

.

Выбор слишком малого может привести к трудностям. Если же будет слишком большим, то будет мало, эффект перспективы уменьшится.

Оптимальный вариант .

Замечание 4: Рассмотрим случай, когда объект слишком длинный в направлении оси X (балка 200*2*2). Где лучше выбрать т. О? До сих пор мы выбирали ее в середине объекта. Всегда ли она будет и в центре объекта?

Рис. 11.12

Точка , которая находится в центре изображения, не лежит на середине объекта.

Очевидно, что точка О надо выбирать не на середине балки, а ближе к глазу.

Дата добавления: 2015-07-14