[PDF] IMN428 - Chapitre 2 - Transformations géométriques





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Rotations 3D et Quaternions Rotations 3D et Quaternions

Rotation d'un angle ϑ autour de l'axe w page. 016. Page 17. Dr Mohamed Bouri 2018. Passage Axe/Angle => Matrice de cos. dir. (10). R =(1-cosϑ) xx xy xz xy yy 



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Rotation 3D : autres axes. ROX =.. 1. 0. 0. 0 cosθ −sinθ. 0 sinθ cosθ Exemple : rotation d'axe quelconque. ▷ Avec un objet défini localement dans ...



Transformations géométriques : rotation et translation Transformations géométriques : rotation et translation

rotation autour axe y rotation autour axe x rotation autour axe z. 1 0 0. 0 1 0. 0 0 1. 0 0 0 1 x y z. T. T. T. T. ⌈. ⌉. │. │. │. │. = │. │. │. │. ⌊.



Rotation dans lespace 3D

Le vecteur colinéaire à l'axe autour duquel la rotation est effectuée a pour composantes Lorsque l'on dispose d'une matrice de rotation quelconque rappelons ...



Rappels mathématiques Transformations géométriques 2D et 3D 1

autour d'un point quelconque voir la section. “Composition de transformations ... On peut maintenant écrire la matrice de la rotation autour de l'axe Y : (EQ ...



LES ROTATIONS DE R3 : VERSION MATRICIELLE 1. Lespace R

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Quaternions orientation et mouvement

Oct 17 2017 Porte tournée d'un angle θ autour d'un axe dirigé par −→k. Angles d'Euler (zxz) (θ



Chapitre II - Transformations de corps rigides

Un carré après avoir subi une rotation autour d'un axe quelconque et une translation la position finale de l'objet selon une matrice de rotation 3 x 3 suivie ...



ME 5.1a

Nov 9 2020 l'axe y d'un angle et la matrice de rotation autour de l'axe x d'un angle ... dans l'espace 3D autour d'axes arbitraires γ β. Rotations ...





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Plusieurs transformations appliquées aux objets 3D peuvent être Un carré après avoir subi une rotation autour d'un axe quelconque et une translation.



IMN428 - Chapitre 2 - Transformations géométriques

Jan 22 2014 Transformations affines 3D. 5. Gestion des matrices dans OpenGL ... dans le plan



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Le vecteur colinéaire à l'axe autour duquel la rotation est effectuée a pour La matrice de rotation dans la base quelconque C s'exprime de manière ...



LES ROTATIONS DE R3 : VERSION MATRICIELLE 1. Lespace R

Rappelons les produits scalaire et vectoriel le déterminant (de matrices 2 Comme u et ?u engendrent le même axe Ru



QUATERNION

Convertir des matrices de rotation et des quaternions v un vecteur 3D. ... ? autour d'un axe de rotation v unitaire quelconque.



ÉTUDE DE LÉQUILIBRE DES CORPS

Le corps a tendance à tourner horaire autour de "O". On calcul toujours un moment par rapport à un axe de rotation quelconque exemple l'axe "O" on notera 



PHQ114: Mecanique I

May 30 2018 Rotation des axes cartésiens d'un angle ? autour de l'axe z. ex ey e x e y ?. A. Ax. Ay. A x. A y. Un vecteur A quelconque peut s'exprimer ...



RAPPORT DE PROJET DE FIN DÉTUDES Aleksander Przybylo

Matrice de rotation. Une fonction spéciale a été implantée qui permet de créer une matrice de rotation autour d'un axe quelconque : 



ANIMATION BASÉE SUR LINTERPOLATION

Ð Déplacement sur un axe 3D: É Le modèle contient un nombre de frame réduit pour l'animation. ... Ð Rotation autour d'un axe quelconque.



Rotation en trois dimensions

Commençons par faire une rotation d’axe Oz et d’angle ? Dans un repère orthonormé Oxyz cela revient à faire une rotation plane dans le plan xOy ou dans un plan parallèle tout en laissant fixes les points de l’axe Oz Cette rotation a pour matrice cos sin 0 sin cos 0 0 0 1 R ? ? ? ? ? =

Qu'est-ce que la matrice de rotation ?

Ces dernières sont aussi appelées rotations vectorielles (d'où le nom de « matrice de rotation »), parce qu'en dimension 2 et 3, elles correspondent respectivement aux rotations affines planes autour de l'origine et aux rotations affines dans l'espace autour d'un axe passant par l'origine.

Comment calculer la rotation d'une matrice ?

Ainsi, à partir de n'importe quelle matrice de rotation 3×3, on peut déterminer un axe et un angle, et ceux-ci déterminent complètement la rotation (à l'orientation près). Une matrice de rotation 2×2 a nécessairement la forme suivante : avec a2 + b2 = 1. Nous pouvons donc poser a = cos ? et b = sin ?, pour un certain angle ?.

Qu'est-ce que la rotation en dimension supérieure à 3 ?

Mais en dimension supérieure à 3, le fait nouveau est qu'une rotation n'est pas nécessairement de cette forme (i.e. le sous-espace de ses vecteurs fixes peut très bien être de dimension strictement inférieure à n –2) : c'est seulement un produit de rotations de cette forme (cf exemples ci-dessous). correspond à une rotation de 90° dans le plan.

Comment interpréter une matrice de rotation ?

L'interprétation d'une matrice de rotation peut donner naissance à plusieurs ambiguïtés : La modification des coordonnées d'un vecteur peut correspondre à une rotation de ce vecteur ( alibi ), ou à une rotation du repère ( alias ). La matrice peut représenter la rotation dans un repère orienté positivement ou négativement.

IMN428

Chapitre 2 - Transformations géométriques

Olivier Godin

Université de Sherbrooke

22 janvier 2014

Transformations géométriques1 / 104

Plan de la présentation

1Vecteurs et matrices

2Systèmes de coordonnées

3Transformations affines 2D

4Transformations affines 3D

5Gestion des matrices dans OpenGL

6Transformation fenêtre clôture

7Changement de repère

8Références

Transformations géométriques2 / 104

Vecteurs et matrices

1Vecteurs et matrices

2Systèmes de coordonnées

3Transformations affines 2D

4Transformations affines 3D

5Gestion des matrices dans OpenGL

6Transformation fenêtre clôture

7Changement de repère

8Références

Transformations géométriques3 / 104

Propriétés des vecteurs

Les vecteurs sont utiles pour représenter despositions(points, objets, caméra), desorientations(directions, normales), des mouvements(translation), desinformations sur les surfaces (couleur, propriétés lumineuses) etc. Dans le cours d"infographie, on rencontrera des vecteurs à2, 3 et 4 dimensions:(x;y),(a;b;c),(;; ;).Transformations géométriques4 / 104

Propriétés des vecteurs

Soient deux scalaires,aetbet 3 vecteurs,P,QetR. On a les propriétés suivantes : (a)P+Q=Q+P (b)(P+Q) +R=P+ (Q+R) (c)(ab)P=a(bP) (d)a(P+Q) =aP+aQ (e)(a+b)P=aP+bPTransformations géométriques5 / 104

Propriétés des vecteurs

Les vecteurs s"additionnent et se soustraientcomposante à composante, c"est-à-dire que si

P= (P1;P2;:::;Pn)etQ= (Q1;Q2;:::;Qn);

alors P+Q= (P1+Q1;P2+Q2;:::;Pn+Qn):Transformations géométriques6 / 104

Propriétés des vecteurs

On évalue l"amplitude(ou lanorme) d"un vecteurVde dimensionn avec la formule jVj=v uutn X i=1V 2i: Par exemple, dans le cas d"un vecteur de dimension 3(Vx;Vy;Vz), on aura jVj=qV

2x+V2y+V2z:

Un vecteur ayant une norme de 1 sera ditvecteur unitaire.Transformations géométriques7 / 104

Propriétés des vecteurs

Soit un scalaireaet deux vecteursPetQ. On a les propriétés suivantes : (a)jPj 0 (b)jPj=0 si et seulement siP= (0;0;:::;0) (c)jaPj=jajjPj (d)jP+Qj jPj+jQj

Cette dernière propriété porte le nom d"inégalité du triangle.Transformations géométriques8 / 104

Propriétés des vecteurs

Un vecteurVnon nul (au moins une des composantes doit être différente de 0) peut être ramené à un vecteur unitaire en le multipliant par

1jVj. Cette opération s"appelle lanormalisation.

Attention à ne pas confondre la normalisation avec le concept de vecteur normal. Un vecteur normal est un vecteur perpendiculaire à une surface en un point donné.

Transformations géométriques9 / 104

Produit scalaire

Leproduit scalairesert à mesurer ladifférence entre deux directionsdonnées par des vecteurs. On évalue le produit scalaire de deux vecteurs de taillen,PetQ, à l"aide de la formule PQ=nX i=1P iQi Cette formule peut aussi être exprimée sous la forme d"unproduit matriciel:

PQ=PTQ=P1;P2;:::;Pn2

6 664Q
1 Q 2... Q n3 7

775:Transformations géométriques10 / 104

Produit scalaire

SoientPetQ, deux vecteurs de

taillen. Le produit scalairePQ peut aussi être évalué avec la formule

PQ=jPjjQjcos;

oùest l"angle planaire entre les vecteursPetQ.niPQoPrthgalzP n P Q P n Q n n niPQorthghgniPQnortnhgroaltnzengQ vtQontrntPQnvc1 Qn2Qt3QQcnt3rn4Qltrgen25ntPQnQ6avtzrcn lre.n=alal 7n aozzegt8Qtn.n2QntPQnvc1 Qn2Qt3QQcntPQn4Qltrgenanvconl9nvenePr3cnzcn:z1agQn;7;7n <5ntPQn v3nr=nlrezcQen>eQQn?hhQcoz@n<9nAQltzrcn<7BC9n3QnDcr3n n ;lre.i=lialal al7n>;7EFCn iPzenQ@hvcoentrn nhg EEE ;lre nnn iii i iii

PQPQ .

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