射影几何基础(一)

前言

这是关于计算机视觉中的多视图几何学的一篇学习记录,在这本书第一次接触到射影几何学,这是和之前所接触的解析几何、古希腊传承的纯粹几何不同,射影几何可以说是链接着各个学科的桥梁,有着惊人的对称性和美

一.R2空间内的直线

我们从熟悉的解析几何引入今天的话题,一条R2平面的直线方程为ax+by+c=0,实际上,决定一条唯一直线的根本就在于abc三个的取值,我们把这三个值写成一个向量x=(a,b,c)T这时候,我们可以说,每一个直线方程和一个方向的向量是一一对应的:如果一个只想方程可以决定一个向量,那一个向量也一定可以决定一个直线方程。
同样的,如果我们将直线上的任意一个点(x,y)增加一维并定义其值为1,即(x,y,1)我们同样可以得到一个对应的三维向量,且这个向量和平面上的点也是一一对应的。

鉴于前面提出的两个条件,我们希望将直线和点的关系也能通过向量结合起来
我们有:
如果一个点x在一条直线I,那么满足:

xTI=0

注意,这里的直线和点都是使用上文描述的三维向量来表示的,这时候一个点在一条直线上可以转述为它们的内积为0
给定两条直线II,它们的交点为x,那么满足:

I×I=x

反之 如果存在给定两点xx,它们决定的直线为I,那么就有:
x×x=I

对偶

通过上面的描述,大家是不是发现了一些奇怪的事情,任何直线的表述和点的表述,在公式之中似乎是可以互换的,在这里我们先给出这样一条结论:在射影几何中,任何定理都存在对偶的定理,并且如果该定理正确,其对偶定理也一定正确

R2空间内的曲线

对任意二次曲线,其在解析几何中的普适公式为:

ax2+bxy+cy2+dx+ey+f=0

同样的,增广定义某一点为x=(x,y,1)T可以得到二次曲线系数的一个矩阵表示
xTCx=0

C=ab/2d/2b/2ce/2d/2e/2f

那么,多少个点可以确定一条二次曲线呢?
在曲线非退化(满秩序)的情况下,至少需要五个点才能够确定这条条曲线。
另给出:若直线I和曲线相切于点x,则有I=Cx
证明如下:
若直线和曲线相切于x则有ITx=0以及xTCx=0
则有IT=xTC
I=Cx
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值