多视图几何——变换层次总结(射影变换,仿射变换,相似变换,欧式变换)

书中的2D变换总结:
多视图几何——变换层次总结(射影变换,仿射变换,相似变换,欧式变换)_第1张图片
书中的3D变换总结:
多视图几何——变换层次总结(射影变换,仿射变换,相似变换,欧式变换)_第2张图片

变换层级

欧式->相似->仿射->射影,变换的层级提高,失真越来越严重,不变性质越来越少,变换矩阵的自由度越来越高。后面的变换都兼容前面的变换。

(以下自由度针对3D)

欧式变换

刚体运动,仅旋转和平移。保持图形的形状、大小不变,仅改变空间位置。
其中R是一个正交矩阵( R R T = I RR^{T}=I RRT=I)。
6自由度:3旋转(R)+3平移(t)

相似变换

与欧式变换相比,增加一个缩放,仍保持形状不变(保持角度),但大小可能发生变化。
7自由度:1缩放(s)+3旋转(R)+3平移(t)。多一维缩放系数
为保持虚圆点/绝对二次曲线的最高变换,辨认虚圆点就能测量空间的度量性质。

仿射变换

与相似变换相比,不再保持形状不变,但保持边的平行(矩形变成平行四边形)。
12自由度:9仿射(A: 5仿射+1缩放+3旋转)+3平移(t)
其中,A是3*3非奇异矩阵。
为保持无穷远线/无穷远平面的最高变换,辨认它们就能测量空间仿射性质。

射影变换

仅保持形状的交点。
15自由度。

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