Invariante Punkte und Geraden der Ebenentransformation
Die in den vorigen Punkten besprochene Ebenentransformation ermöglicht, jetzt mal die exakten Voraussetzungen weggelassen, eine Verzerrung der Ausgangsebene. Geraden werden aber wieder zu Geraden abgebildet. Hat man z.B. eine grafische Darstellung (Zeichnung, Nomogramm, Bild mit Pixelkoordinaten etc.), bei denen man die Lage oder Schnittverhältnisse von Geraden oder die Lage und den Abstand von Punkten untereinander verbessern oder ändern will, kann das durch eine Ebenentransformation erfolgen. Zu 4 Punkten (von denen 3 nicht auf einer Geraden liegen) der Ausgangsebene (die zu verbessernde Darstellung) und 4 Zielpunkten der Ergebnisebene werden die beiden Transformationsgleichungen der Ebenentransformation ermittelt. (siehe andere Webseite) Nocheinmal eine Beispielaufgabe aus der Farbmetrik: Die karthesische x,y-Darstellung der IBK- Farbtafel soll in Dreiecksform (gleichseitiges Dreieck) dargestellt werden.
Punktefestlegung: Nullpunkt bleibt erhalten x1=0 y1=0 ----> xi1=0 eta1=0
(Rot) x2=1 y2=0 ----> xi2=1 eta2=0
(Grün) x3=0 y3=1 ----> xi3=0.5 eta3= 0.8660
Weiss
x4=0.3333 y4=0.3333
---> xi4=0.5 eta4=
0.2887
Ergebnis: a11=1 a12=0.5 a13=0 a21=0 a22=0.866 a23=0 a31=0 a32=0 a33=1
Das ergibt als Transformation: xi = x + 1/2* y eta = 0.8860*y es ist eine affine Abbildung
Eine
intessante Fragestellung ist auch durch die Aufgabe gegeben, welche
Teile der transformierten Ebene sind eigentlich in ihrer Lage erhalten
geblieben, wenn man es nicht gerade selbst durch Festlegung der
Punkte vorgegeben hat. Bei Farbtafeltransformationen kann festgestellt
werden, welche Farbarten dabei invariant bleiben.
Beispiel: Ebenentransformation der IBK-Farbtafel auf die McAdam Farbtafel. Für diese Transformation errechnen sich die Ebenenkoeffizienten zu:
a11=4/3=1.3333
a12=0
a13=0 a31= -2/3 =
-0.6666 a32=4 a33=1
a21=0 a22=2 a23=0
Das unten downloadbare Programm erstellt ein Protokoll für die übergebenen Koeffizienten oder Farbgleichungen, in dem die invarianten Punkte und Geraden aufgelistet sind. Die Geradengleichungen sind in der Form u*x + v*y = 0 zu nehmen. Ein solches Protokoll ergibt sich für McAdam wie folgt:
Die
invarianten Punkte sind P1=(0;0.25) P2=(0;0)
P3=(-0.5;0)
(Beim
Einsetzen dieser Punktkoordinaten in die
Ebenentransformationsgleichungen ergeben sich wieder diese Koordinaten)
Das
Programm ermittelt auch die invarianten Geraden u*x+v*y=0, also die von der Transformation nicht berührten Geraden, was in dem
obigen Protokoll nicht angegeben wird. Es ist ein
Windows-Konsolen-Programm, was ähnlich wie in DOS läuft und keine
Bedienoberfläche nach Windowsart besitzt