Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

person.vsb.cz
from person.vsb.cz More from this publisher
31.01.2015 Views

Plochy 9. PLOCHY Cíl Po prostudování tohoto odstavce budete znát typy ploch, jejich vlastnosti a parametry definovat plochy řešit úlohy na plochách Výklad Plochy v počítačové grafice se zadávají rovnicemi ploch. A dále jednotlivými prvky ploch – tvořícími křivkami, které rotují nebo jsou posouvány dle vektorů nebo jiných křivek. V této kapitole jsou uvedeny jednak rovnice nejčastěji učívaných ploch a dále jsou zde plochy, které se vyuţívají v technické praxi. 9.1 Rovnice ploch Zavedeme toto označení : E ....................... trojrozměrný euklidovský prostor; X ....................... bod v tomto prostoru ; X = [x, y, z] ....... přiřazení bodu X souřadnicím x , y a z ; x = (x, y, z) ........ průvodní vektor bodu X . Mějme tři funkce x = x(u,v), y = y(u,v), (9.1) z = z(u,v), kde proměnné u , v splňují tyto předpoklady : a) Funkce (9.1) jsou reálné funkce dvou proměnných definované na společné oblasti . b) Ve všech bodech oblasti jsou tyto funkce (9.1) spojité a mají spojité všechny parciální derivace aţ do třetího řádu. c) Ve všech bodech oblasti má matice 84

Plochy x y z , , , u u u x y z , , , v v v (9.2) hodnost rovnou dvěma. d) Dvěma různým bodům oblasti přiřadí funkce (9.1) dva různé body v prostoru E 3 . Jestliţe jsou splněny tyto předpoklady, potom mnoţinu všech bodů X E 3 , jejichţ souřadnice x, y a z jsou dány rovnicemi (9.1) nazýváme regulární plochou (stručně plochou). Rovnice (9.1) nazýváme parametrickými rovnicemi této plochy. Kaţdá regulární plocha je určena svými parametrickými rovnicemi (9.1). Stručnější vyjádření plochy lze zapsat pomocí vektorové rovnice. Bodu [u,v] z oblasti odpovídá na ploše příslušný bod X se svým průvodičem x. Je tedy průvodní vektor x vektorovou funkcí proměnných u a v. Tuto funkci můţeme zapsat ve tvaru x x( u, v), y( u, v), z( u, v) stručně x x( u, v) Parametrické křivky na ploše Parametrické křivky na ploše zavedeme pomocí definice : Je dán bod X [c, d] pevně zvolený bod na ploše v oblasti (9.3) nad níţ je pomocí vektorové funkce (9.3) definována regulární plocha popsány vektorovou rovnicí ~ x x u, d ~ x x c, v . Potom mnoţinu bodů ~ X , které jsou na ploše (9.4) kde c , d jsou konstanty, mění se pouze parametry u a v, jsou parametrické rovnice křivek na ploše. Z této definice plyne, ţe kaţdým bodem na ploše prochází právě jedna křivka u a právě jedna křivka v. 85

Plochy<br />

x y z<br />

, , ,<br />

u u u<br />

x y z<br />

, , ,<br />

v v v<br />

(9.2)<br />

hodnost rovnou dvěma.<br />

d) Dvěma různým bodům oblasti přiřadí funkce (9.1) dva různé body v prostoru E 3 .<br />

Jestliţe jsou splněny tyto předpoklady, potom mnoţinu všech bodů X E 3 , jejichţ souřadnice<br />

x, y a z jsou dány rovnicemi (9.1) nazýváme regulární plochou (stručně plochou). Rovnice<br />

(9.1) nazýváme parametrickými rovnicemi této plochy.<br />

Kaţdá regulární plocha je určena svými parametrickými rovnicemi (9.1). Stručnější vyjádření<br />

plochy lze zapsat pomocí vektorové rovnice. Bodu [u,v] z oblasti odpovídá na ploše<br />

příslušný bod X se svým průvodičem x. Je tedy průvodní vektor x vektorovou funkcí<br />

proměnných u a v.<br />

Tuto funkci můţeme zapsat ve tvaru<br />

x x( u, v), y( u, v), z( u, v)<br />

stručně<br />

x x( u, v)<br />

Parametrické křivky na ploše<br />

Parametrické křivky na ploše zavedeme pomocí definice :<br />

Je dán bod X [c, d] pevně zvolený bod na ploše v oblasti<br />

(9.3)<br />

nad níţ je pomocí vektorové<br />

funkce (9.3) definována regulární plocha<br />

popsány vektorovou rovnicí<br />

~ x x u,<br />

d<br />

~<br />

x x c,<br />

v<br />

. Potom mnoţinu bodů ~ X , které jsou na ploše<br />

(9.4)<br />

kde c , d jsou konstanty, mění se pouze parametry u a v, jsou parametrické rovnice křivek<br />

na ploše.<br />

Z této definice plyne, ţe kaţdým bodem na ploše prochází právě jedna křivka u a právě<br />

jedna křivka v.<br />

85

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!