在二维图中进行坐标变换通常涉及以下几种方法:
平移
将点或图形在x轴和y轴方向上分别移动一定的单位。例如,点P(x, y)平移(t_x, t_y)个单位后,新坐标为P'(x + t_x, y + t_y)。
旋转
通过旋转矩阵将点或图形旋转一定的角度。旋转矩阵为:
\[
R = \begin{bmatrix}
\cos(\beta) & -\sin(\beta) \\
\sin(\beta) & \cos(\beta)
\end{bmatrix}
\]
其中,\(\beta\)为旋转角度。
缩放
在x轴和y轴方向上分别缩放一定的比例。例如,将点(x, y)缩放(scale_x, scale_y)后,新坐标为(x * scale_x, y * scale_y)。
投影
将二维图形投影到另一个平面上,这通常涉及到复杂的几何变换,可能包括平移、旋转和缩放。
坐标系变换
如果需要将坐标系从一种转换到另一种,例如从OY坐标系转换到X'O'Y'坐标系,需要进行平移和旋转操作。公式如下:
\[
\begin{bmatrix}
x' \\
y'
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
\cos(\theta) & -\sin(\theta) \\
\sin(\theta) & \cos(\theta)
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
x - x_shift \\
y - y_shift
\end{bmatrix}
+
\begin{bmatrix}
x_shift \\
y_shift
\end{bmatrix}
\]
其中,\(\theta\)为旋转角度,\(x_shift\)和\(y_shift\)为平移量。
示例代码(C++)