परिवर्तन मैट्रिक्स

रैखिक बीजगणित में, रैखिक परिवर्तनों को आव्यूह (गणित) द्वारा दर्शाया जा सकता है। यदि $T$ एक रैखिक परिवर्तन मानचित्रण है $\mathbb {R} ^{n}$ प्रति $\mathbb {R} ^{m}$ तथा $\mathbf {x}$ के साथ एक स्तंभ सदिश है $n$ प्रविष्टियाँ, फिर

$$T(\mathbf {x} )=A\mathbf {x}$$

कुछ के लिए $m\times n$ आव्यूह $A$, का परिवर्तन आव्यूह कहा जाता है $T$. ध्यान दें कि $A$ है $m$ पंक्तियाँ और $n$ स्तम्भ, जबकि परिवर्तन $T$ से है $\mathbb {R} ^{n}$ प्रति $\mathbb {R} ^{m}$. कुछ लेखकों द्वारा पसंद किए जाने वाले पंक्ति सदिश को सम्मलित करने वाले रूपांतरण आव्यूह के वैकल्पिक भाव हैं।

उपयोग करता है

आव्यूह मनमानी रैखिक परिवर्तनों को गणना के लिए उपयुक्त एक सुसंगत प्रारूप में प्रदर्शित करने की अनुमति देते हैं। यह परिवर्तन को आसानी से समारोह संरचना (उनके आव्यूह को गुणा करके) करने की अनुमति देता है।

रेखीय परिवर्तन केवल वही नहीं हैं जिन्हें आव्यूह द्वारा दर्शाया जा सकता है। कुछ परिवर्तन जो एक nआयामी यूक्लिडियन अंतरिक्ष आर पर गैर-रैखिक हैं n को n+1-आयामी स्थान 'R' पर रैखिक परिवर्तनों के रूप में दर्शाया जा सकता है इनमें एफाइन परिवर्तन (जैसे अनुवाद (ज्यामिति)) और प्रक्षेपी परिवर्तन दोनों सम्मलित हैं। इस कारण से, 3 डी कंप्यूटर ग्राफिक्स में 4×4 परिवर्तन आव्यूह का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन n + 1-आयामी परिवर्तन आव्यूह को उनके आवेदन के आधार पर, एफ़िन परिवर्तन आव्यूह, प्रक्षेपीय परिवर्तन आव्यूह, या अधिक सामान्यतः गैर-रेखीय परिवर्तन आव्यूह कहा जाता है। एक n-आयामी आव्यूह के संबंध में, एक n+1-आयामी आव्यूह को संवर्धित आव्यूह के रूप में वर्णित किया जा सकता है।

भौतिकी में, एक सक्रिय परिवर्तन वह है जो वास्तव में एक प्रणाली की भौतिक स्थिति को बदलता है, और एक समन्वय प्रणाली की अनुपस्थिति में भी समझ में आता है, जबकि एक निष्क्रिय परिवर्तन भौतिक प्रणाली के समन्वय विवरण में परिवर्तन (आधार का परिवर्तन) है। सक्रिय और निष्क्रिय परिवर्तन (गणित) के बीच अंतर महत्वपूर्ण है। स्वतः निर्धारित रूप से, परिवर्तन से, गणितज्ञों का तात्पर्य सामान्यतः पर सक्रिय परिवर्तन होता है, जबकि भौतिकविदों का तात्पर्य या तो हो सकता है।

भिन्न तरीके से कहें तो, एक निष्क्रिय परिवर्तन एक ही वस्तु के विवरण को संदर्भित करता है जैसा कि दो भिन्न-भिन्न समन्वय फ़्रेमों से देखा जाता है।

एक परिवर्तन का आव्यूह ढूँढना

यदि किसी के पास रैखिक परिवर्तन है $T(x)$ कार्यात्मक रूप में,मानक आधार के प्रत्येक सदिश को T द्वारा रूपांतरित करके, फिर परिणाम को आव्यूह के स्तम्भ में सम्मिलित करके रूपांतरण आव्यूह A को निर्धारित करना आसान है। दूसरे शब्दों में,

$$A={\begin{bmatrix}T(\mathbf {e} _{1})&T(\mathbf {e} _{2})&\cdots &T(\mathbf {e} _{n})\end{bmatrix}}$$

उदाहरण के लिए, समारोह $T(x)=5x$ एक रैखिक परिवर्तन है। उपरोक्त प्रक्रिया को लागू करने से (मान लीजिए कि इस मामले में n = 2) से पता चलता है कि

$$T(\mathbf {x} )=5\mathbf {x} =5I\mathbf {x} ={\begin{bmatrix}5&0\\0&5\end{bmatrix}}\mathbf {x}$$

सदिश और संचालको का आव्यूह प्रतिनिधित्व चुने हुए आधार पर निर्भर करता है; एक आव्यूह समानता आव्यूह एक वैकल्पिक आधार से परिणाम होगा। फिर भी, घटकों को खोजने का तरीका वही रहता है।

विस्तृत करने के लिए, सदिश $\mathbf {v}$ आधार सदिश में रैखिक संयोजन , $E={\begin{bmatrix}\mathbf {e} _{1}&\mathbf {e} _{2}&\cdots &\mathbf {e} _{n}\end{bmatrix}}$ निर्देशांक के साथ $[\mathbf {v} ]_{E}={\begin{bmatrix}v_{1}&v_{2}&\cdots &v_{n}\end{bmatrix}}^{\mathrm {T} }$:

$$\mathbf {v} =v_{1}\mathbf {e} _{1}+v_{2}\mathbf {e} _{2}+\cdots +v_{n}\mathbf {e} _{n}=\sum _{i}v_{i}\mathbf {e} _{i}=E[\mathbf {v} ]_{E}$$

अब, रूपांतरण आव्यूह ए के परिणाम को व्यक्त करें $\mathbf {v}$, दिए गए आधार पर:

$${\begin{aligned}A(\mathbf {v} )&=A\left(\sum _{i}v_{i}\mathbf {e} _{i}\right)=\sum _{i}{v_{i}A(\mathbf {e} _{i})}\\&={\begin{bmatrix}A(\mathbf {e} _{1})&A(\mathbf {e} _{2})&\cdots &A(\mathbf {e} _{n})\end{bmatrix}}[\mathbf {v} ]_{E}=A\cdot [\mathbf {v} ]_{E}\\[3pt]&={\begin{bmatrix}\mathbf {e} _{1}&\mathbf {e} _{2}&\cdots &\mathbf {e} _{n}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}a_{1,1}&a_{1,2}&\cdots &a_{1,n}\\a_{2,1}&a_{2,2}&\cdots &a_{2,n}\\\vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\a_{n,1}&a_{n,2}&\cdots &a_{n,n}\\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}v_{1}\\v_{2}\\\vdots \\v_{n}\end{bmatrix}}\end{aligned}}$$

$a_{i,j}$ h> आव्यूह A के तत्वों को दिए गए आधार E के लिए प्रत्येक पर A लागू करके निर्धारित किया जाता है $\mathbf {e} _{j}={\begin{bmatrix}0&0&\cdots &(v_{j}=1)&\cdots &0\end{bmatrix}}^{\mathrm {T} }$, और प्रतिक्रिया सदिश का अवलोकन करना

$$A\mathbf {e} _{j}=a_{1,j}\mathbf {e} _{1}+a_{2,j}\mathbf {e} _{2}+\cdots +a_{n,j}\mathbf {e} _{n}=\sum _{i}a_{i,j}\mathbf {e} _{i}.$$

यह समीकरण वांछित तत्वों को परिभाषित करता है, $a_{i,j}$, आव्यूह ए के जे-वें स्तम्भ का।

ईजेनबेसिस और विकर्ण आव्यूह

Main articles: विकर्ण मैट्रिक्स and आइगेनवैल्यूज़ एवं आइगेनवेक्टर्स

फिर भी, एक संचालक के लिए एक विशेष आधार है जिसमें घटक एक विकर्ण आव्यूह बनाते हैं और इस प्रकार, गुणन जटिलता कम हो जाती है n. विकर्ण होने का अर्थ है कि सभी गुणांक $a_{i,j}$ के अतिरिक्त $a_{i,i}$ योग में केवल एक पद छोड़कर शून्य हैं ${\textstyle \sum a_{i,j}\mathbf {e} _{i}}$ के ऊपर बचे हुए विकर्ण तत्व, $a_{i,i}$, को अभिलक्षणिक मान ​​​​के रूप में जाना जाता है और इसके साथ नामित किया जाता है $\lambda _{i}$ परिभाषित समीकरण में, जो कम हो जाता है $A\mathbf {e} _{i}=\lambda _{i}\mathbf {e} _{i}$. परिणामी समीकरण को अभिलक्षणिक मान समीकरण के रूप में जाना जाता है। अभिलक्षणिक मान (eigenvalues) ​​और अभिलक्षणिक सदिश (eigenvectors) ​को विशेषता बहुपद के माध्यम से प्राप्त किया जाता हैं।

विकर्णीय आव्यूह विकर्ण के साथ, यह अभिलक्षणिक आधार से और उसके आधार पर परिवर्तन की विकर्णता है।

2 आयामों में उदाहरण

अधिकांश सामान्य ज्यामितीय परिवर्तन जो मूल को स्थिर रखते हैं, रैखिक होते हैं, जिनमें परिक्रमण, प्रवर्धन,कर्तन, प्रतिबिंब और आयतीय प्रक्षेपण सम्मलित हैं; यदि एक संबधित परिवर्तन एक शुद्ध अनुवाद नहीं है तो यह कुछ बिंदु को स्थिर रखता है, और परिवर्तन को रैखिक बनाने के लिए उस बिंदु को मूल के रूप में चुना जा सकता है। दो आयामों में, 2×2 परिवर्तन आव्यूह का उपयोग करके रैखिक परिवर्तनों का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है।

स्ट्रेचिंग

एक्स-प्लेन में खिंचाव एक रैखिक परिवर्तन है जो एक विशेष दिशा में सभी दूरियों को एक स्थिर कारक द्वारा बढ़ाता है लेकिन लंबवत दिशा में दूरियों को प्रभावित नहीं करता है। हम केवल x-अक्ष और y-अक्ष के अनुदिश खिंचावों पर विचार करते हैं। एक्स-अक्ष के साथ एक खिंचाव का रूप है x' = kx; y' = y कुछ सकारात्मक स्थिरांक के लिए k. (ध्यान दें कि यदि k > 1, तो यह वास्तव में एक खिंचाव है; यदि k < 1, यह तकनीकी रूप से एक संपीड़न है, लेकिन हम इसे अभी भी एक खिंचाव कहते हैं। इसके अतिरिक्त यदि k = 1, तब परिवर्तन एक पहचान है, अर्थात इसका कोई प्रभाव नहीं है।)

आव्यूह एक कारक द्वारा एक खिंचाव के साथ जुड़ा हुआ है k x-अक्ष के अनुदिश निम्न द्वारा दिया जाता है:

$${\begin{bmatrix}k&0\\0&1\end{bmatrix}}$$

इसी प्रकार, y-अक्ष के अनुदिश एक गुणनखंड k द्वारा खींचे जाने का रूप है x' = x; y' = ky, इसलिए इस परिवर्तन से जुड़ा आव्यूह है

$${\begin{bmatrix}1&0\\0&k\end{bmatrix}}$$

निचोड़ना

यदि ऊपर के दो हिस्सों को पारस्परिक मूल्यों के साथ जोड़ा जाता है, तो परिवर्तन आव्यूह एक निचोड़ मानचित्रण का प्रतिनिधित्व करता है:

$${\begin{bmatrix}k&0\\0&1/k\end{bmatrix}}.$$

अक्षों के समानांतर भुजाओं वाला एक वर्ग एक आयत में बदल जाता है जिसका क्षेत्रफल वर्ग के समान होता है। पारस्परिक खिंचाव और संपीड़न क्षेत्र को अपरिवर्तित छोड़ देते हैं।

रोटेशन

मूल के बारे में कोण θ वामावर्त (सकारात्मक दिशा) द्वारा समन्वय परिक्रमण के लिए कार्यात्मक रूप है $x'=x\cos \theta -y\sin \theta$ तथा $y'=x\sin \theta +y\cos \theta$. आव्यूह रूप में लिखा, यह बन जाता है:

$${\begin{bmatrix}x'\\y'\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}\cos \theta &-\sin \theta \\\sin \theta &\cos \theta \end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\end{bmatrix}}$$

इसी तरह, मूल के बारे में दक्षिणावर्त (नकारात्मक दिशा) घूमने के लिए, कार्यात्मक रूप है $x'=x\cos \theta +y\sin \theta$ तथा $y'=-x\sin \theta +y\cos \theta$ आव्यूह फॉर्म है:

$${\begin{bmatrix}x'\\y'\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}\cos \theta &\sin \theta \\-\sin \theta &\cos \theta \end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\end{bmatrix}}$$

ये सूत्र मानते हैं कि x अक्ष दाईं ओर इंगित करता है और y अक्ष ऊपर की ओर इंगित करता है।

बाल काटना

कतरनी मानचित्रण के लिए (नेत्रहीन तिरछा के समान), दो संभावनाएँ हैं।

एक्स अक्ष के समानांतर एक कतरनी है $x'=x+ky$ तथा $y'=y$. आव्यूह रूप में लिखा, यह बन जाता है:

$${\begin{bmatrix}x'\\y'\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&k\\0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\end{bmatrix}}$$

Y अक्ष के समानांतर एक कतरनी है $x'=x$ तथा $y'=y+kx$, जिसका आव्यूह रूप है:

$${\begin{bmatrix}x'\\y'\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&0\\k&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\end{bmatrix}}$$

प्रतिबिंब

Main article: गृहस्थ परिवर्तन

एक रेखा के बारे में प्रतिबिंब के लिए जो मूल बिंदु से होकर जाती है, मान लीजिए $\mathbf {l} =(l_{x},l_{y})$ रेखा की दिशा में एक सदिश (ज्यामितीय) बनें। फिर परिवर्तन आव्यूह का उपयोग करें:

$$\mathbf {A} ={\frac {1}{\lVert \mathbf {l} \rVert ^{2}}}{\begin{bmatrix}l_{x}^{2}-l_{y}^{2}&2l_{x}l_{y}\\2l_{x}l_{y}&l_{y}^{2}-l_{x}^{2}\end{bmatrix}}$$

ऑर्थोगोनल प्रोजेक्शन

Further information: ऑर्थोगोनल प्रोजेक्शन

एक सदिश को आयतीय रूप से एक रेखा पर योजना करने के लिए जो मूल के माध्यम से जाती है, चलो $\mathbf {u} =(u_{x},u_{y})$ रेखा की दिशा में एक सदिश (ज्यामितीय) बनें। फिर परिवर्तन आव्यूह का उपयोग करें:

$$\mathbf {A} ={\frac {1}{\lVert \mathbf {u} \rVert ^{2}}}{\begin{bmatrix}u_{x}^{2}&u_{x}u_{y}\\u_{x}u_{y}&u_{y}^{2}\end{bmatrix}}$$

प्रतिबिंबों की तरह, एक रेखा पर आयतीय प्रक्षेपण जो मूल से नहीं गुजरता है वह एक एफाइन है, रैखिक नहीं, परिवर्तन।

प्रक्षेपण (रैखिक बीजगणित) भी रैखिक परिवर्तन हैं और इसे केवल एक आव्यूह द्वारा दर्शाया जा सकता है। यद्यपि, परिप्रेक्ष्य अनुमान नहीं हैं, और एक आव्यूह के साथ इनका प्रतिनिधित्व करने के लिए, सजातीय निर्देशांक कंप्यूटर ग्राफिक्स में उपयोग किया जा सकता है।

3डी कंप्यूटर ग्राफिक्स में उदाहरण

रोटेशन

परिक्रमण आव्यूह एक कोण θ इकाई सदिश (एल, m, n) द्वारा परिभाषित किसी भी अक्ष के बारे में है

$${\begin{bmatrix}ll(1-\cos \theta )+\cos \theta &ml(1-\cos \theta )-n\sin \theta &nl(1-\cos \theta )+m\sin \theta \\lm(1-\cos \theta )+n\sin \theta &mm(1-\cos \theta )+\cos \theta &nm(1-\cos \theta )-l\sin \theta \\ln(1-\cos \theta )-m\sin \theta &mn(1-\cos \theta )+l\sin \theta &nn(1-\cos \theta )+\cos \theta \end{bmatrix}}.$$

प्रतिबिंब

Main article: गृहस्थ परिवर्तन

एक विमान के माध्यम से एक बिंदु को प्रतिबिंबित करने के लिए $ax+by+cz=0$ (जो मूल के माध्यम से जाता है), कोई उपयोग कर सकता है $\mathbf {A} =\mathbf {I} -2\mathbf {NN} ^{\mathrm {T} }$, जहाँ पर $\mathbf {I}$ 3×3 पहचान आव्यूह है और $\mathbf {N}$ विमान के सामान्य सदिश के लिए त्रि-आयामी इकाई सदिश है। यदि L2 का मानदंड $a$, $b$, तथा $c$ एकता है, परिवर्तन आव्यूह के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

$$\mathbf {A} ={\begin{bmatrix}1-2a^{2}&-2ab&-2ac\\-2ab&1-2b^{2}&-2bc\\-2ac&-2bc&1-2c^{2}\end{bmatrix}}$$

ध्यान दें कि ये दो और तीन आयामों में गृहस्थ प्रतिबिंब के विशेष मामले हैं। एक रेखा या विमान के बारे में एक प्रतिबिंब जो मूल के माध्यम से नहीं जाता है, एक रैखिक परिवर्तन नहीं है यह एक एफाइन परिवर्तन है - 4 × 4 एफाइन परिवर्तन आव्यूह के रूप में, इसे निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है (मानना ​​सामान्य एक इकाई सदिश है) :

$${\begin{bmatrix}x'\\y'\\z'\\1\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1-2a^{2}&-2ab&-2ac&-2ad\\-2ab&1-2b^{2}&-2bc&-2bd\\-2ac&-2bc&1-2c^{2}&-2cd\\0&0&0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\\z\\1\end{bmatrix}}$$

जहाँ पर $d=-\mathbf {p} \cdot \mathbf {N}$ कुछ बिंदु के लिए $\mathbf {p}$ विमान पर, या समकक्ष, $ax+by+cz+d=0$.

यदि सदिश का चौथा घटक 1 के अतिरिक्त 0 है, तो केवल सदिश की दिशा परिलक्षित होती है और इसका परिमाण अपरिवर्तित रहता है, जैसे कि यह एक समानांतर विमान के माध्यम से प्रतिबिंबित होता है जो मूल से गुजरता है। यह एक उपयोगी गुण है क्योंकि यह एक ही आव्यूह के साथ स्थितीय सदिश और सामान्य सदिश दोनों के परिवर्तन की अनुमति देता है। अधिक स्पष्टीकरण के लिए समरूप निर्देशांक और अन्य प्रकार के परिवर्तन नीचे देखें।

रूपांतरणों की रचना और उलटा करना

रैखिक परिवर्तनों का प्रतिनिधित्व करने के लिए आव्यूह का उपयोग करने के लिए मुख्य प्रेरणाओं में से एक यह है कि परिवर्तन आसानी से संरचना (कार्य) और उलटा हो सकता है।

रचना आव्यूह गुणन द्वारा पूरी की जाती है। पंक्ति और स्तंभ सदिश को आव्यूह, बाईं ओर पंक्तियों और दाईं ओर स्तंभों द्वारा संचालित किया जाता है। चूंकि टेक्स्ट बाएं से दाएं पढ़ता है, इसलिए स्तम्भ सदिश को प्राथमिकता दी जाती है जब परिवर्तन आव्यूह की रचना की जाती है:

यदि ए और बी दो रैखिक परिवर्तनों के आव्यूह हैं, तो पहले ए और फिर बी को स्तम्भ सदिश पर लागू करने का प्रभाव $\mathbf {x}$ द्वारा दिया गया है:

$$\mathbf {B} (\mathbf {A} \mathbf {x} )=(\mathbf {BA} )\mathbf {x} .$$

दूसरे शब्दों में, संयुक्त परिवर्तन का आव्यूह 'ए के बाद बी केवल व्यक्तिगत आव्यूह का उत्पाद है।

जब A एक व्युत्क्रमणीय आव्यूह होता है तो एक आव्यूह A होता है⁻¹ जो एक परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है जो A को पूर्ववत करता है क्योंकि A के साथ इसकी रचना पहचान आव्यूह है। कुछ व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, व्युत्क्रम की गणना सामान्य व्युत्क्रम कलन विधि का उपयोग करके या व्युत्क्रम संचालन (जिसमें स्पष्ट ज्यामितीय व्याख्या होती है, जैसे विपरीत दिशा में घूमना) और फिर उन्हें उल्टे क्रम में रचना करके की जा सकती है। परावर्तन आव्यूह एक विशेष स्थिति है क्योंकि अनैच्छिक आव्यूह और भिन्न से गणना करने की आवश्यकता नहीं है।

अन्य प्रकार के परिवर्तन

परिवर्तित परिवर्तन

एक इकाई वर्ग पर विभिन्न 2D एफाइन परिवर्तन आव्यूह को लागू करने का प्रभाव। ध्यान दें कि प्रतिबिंब आव्यूह स्केलिंग आव्यूह के विशेष मामले हैं।

2डी तल पर एफ़िन रूपांतरण तीन आयामों में किया जा सकता है। अनुवाद ज़ी प्लेन के समानांतर शियरिंग द्वारा किया जाता है, और z अक्ष के चारों ओर रोटेशन किया जाता है।

आव्यूह के साथ एफ़िन परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करने के लिए, हम सजातीय निर्देशांक का उपयोग कर सकते हैं। इसका मतलब है कि 2-सदिश (x, y) को 3-सदिश (x, y, 1) के रूप में और इसी तरह उच्च आयामों के लिए प्रदर्शित करना। इस प्रणाली का उपयोग करके, अनुवाद को आव्यूह गुणन के साथ व्यक्त किया जा सकता है। कार्यात्मक रूप $x'=x+t_{x};y'=y+t_{y}$ बन जाता है:

$${\begin{bmatrix}x'\\y'\\1\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&0&t_{x}\\0&1&t_{y}\\0&0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\\1\end{bmatrix}}.$$

सभी साधारण रेखीय परिवर्तन एफाइन परिवर्तनों के सेट में सम्मलित हैं, और इसे एफाइन परिवर्तनों के सरलीकृत रूप के रूप में वर्णित किया जा सकता है। इसलिए, किसी भी रैखिक परिवर्तन को सामान्य परिवर्तन आव्यूह द्वारा भी प्रदर्शित किया जा सकता है। उत्तरार्द्ध को एक पंक्ति और स्तंभ द्वारा संबंधित रैखिक परिवर्तन आव्यूह का विस्तार करके प्राप्त किया जाता है, निचले-दाएं कोने को छोड़कर अतिरिक्त स्थान को शून्य से भर दिया जाता है, जिसे 1 पर सेट किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 'काउंटर-क्लॉकवाइज' परिक्रमण आव्यूह से ऊपर हो जाता है:

$${\begin{bmatrix}\cos \theta &-\sin \theta &0\\\sin \theta &\cos \theta &0\\0&0&1\end{bmatrix}}$$

सजातीय निर्देशांक वाले परिवर्तन आव्यूह का उपयोग करते हुए, अनुवाद रैखिक हो जाते हैं, और इस प्रकार अन्य सभी प्रकार के परिवर्तनों के साथ मूल रूप से मिश्रित हो सकते हैं। कारण यह है कि वास्तविक विमान को मैप किया जाता है w = 1 वास्तविक प्रक्षेप्य अंतरिक्ष में विमान, और इसलिए वास्तविक यूक्लिडियन अंतरिक्ष में अनुवाद को वास्तविक प्रक्षेप्य अंतरिक्ष में एक कतरनी के रूप में दर्शाया जा सकता है। चूंकि अनुवाद कार्टेशियन निर्देशांक द्वारा वर्णित 2-डी या 3-डी यूक्लिडियन स्थान में एक गैर-रेखीय मानचित्र है (अर्थात इसे कम्यूटेटिव संपत्ति और अन्य गुणों को संरक्षित करते हुए अन्य परिवर्तनों के साथ जोड़ा नहीं जा सकता), यह अनुवाद (ज्यामिति)# सजातीय निर्देशांक द्वारा वर्णित 3-डी या 4-डी प्रोजेक्टिव स्पेस में आव्यूह प्रतिनिधित्व, एक साधारण रैखिक परिवर्तन (एक कतरनी मानचित्रण)।

दो या दो से अधिक एफाइन परिवर्तन के रैखिक संयोजन द्वारा अधिक एफाइन परिवर्तन प्राप्त किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, सदिश के साथ अनुवाद T' दिया गया है $(t'_{x},t'_{y}),$ θ वामावर्त कोण से एक घूर्णन R, कारकों के साथ एक मापन S $(s_{x},s_{y})$ और सदिश का अनुवाद टी $(t_{x},t_{y}),$ T'RST का परिणाम M है:

$${\begin{bmatrix}s_{x}\cos \theta &-s_{y}\sin \theta &t_{x}s_{x}\cos \theta -t_{y}s_{y}\sin \theta +t'_{x}\\s_{x}\sin \theta &s_{y}\cos \theta &t_{x}s_{x}\sin \theta +t_{y}s_{y}\cos \theta +t'_{y}\\0&0&1\end{bmatrix}}$$

एफ़िन परिवर्तन का उपयोग करते समय, एक समन्वय सदिश (सामान्यतः पर डब्ल्यू कहा जाता है) के सजातीय घटक को कभी नहीं बदला जाएगा। इसलिए कोई भी सुरक्षित रूप से मान सकता है कि यह हमेशा 1 है और इसे अनदेखा करें। यधपि, परिप्रेक्ष्य अनुमानों का उपयोग करते समय यह सच नहीं है।

परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण

Main article: परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण

Further information: पिनहोल कैमरा मॉडल

एक इकाई वर्ग पर 2D एफाइन और परिप्रेक्ष्य परिवर्तन आव्यूह को लागू करने के प्रभावों की तुलना।

एक अन्य प्रकार का परिवर्तन, जो 3डी कंप्यूटर ग्राफिक्स में महत्वपूर्ण है, परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण है। जबकि समानांतर अनुमानों का उपयोग समानांतर रेखाओं के साथ प्रतिबिम्बतल पर बिंदुओं को प्रोजेक्ट करने के लिए किया जाता है, परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण परियोजना प्रतिबिम्बविमान पर उन रेखाओं के साथ इंगित करता है जो एक बिंदु से निकलती हैं, जिसे प्रक्षेपण का केंद्र कहा जाता है। इसका तात्पर्य यह है कि जब किसी वस्तु का प्रक्षेपण केंद्र से बहुत दूर होता है तो उसका प्रक्षेपण छोटा होता है और जब वह करीब होता है तो बड़ा प्रक्षेपण होता है (गुणात्मक प्रतिलोम भी देखें)।

सरलतम परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण के केंद्र के रूप में मूल का उपयोग करता है, और विमान पर $z=1$ प्रतिबिम्बविमान के रूप में। इस परिवर्तन का कार्यात्मक रूप तब है $x'=x/z$; $y'=y/z$. हम इसे सजातीय निर्देशांक में इस प्रकार व्यक्त कर सकते हैं:

$${\begin{bmatrix}x_{c}\\y_{c}\\z_{c}\\w_{c}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&0&0&0\\0&1&0&0\\0&0&1&0\\0&0&1&0\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}x\\y\\z\\1\end{bmatrix}}$$

आव्यूह गुणा करने के बाद, सजातीय घटक $w_{c}$ के मान के बराबर होगा $z$ और अन्य तीन नहीं बदलेंगे। इसलिए, वास्तविक विमान में वापस मैप करने के लिए हमें प्रत्येक घटक को विभाजित करके सजातीय विभाजन या परिप्रेक्ष्य विभाजन करना चाहिए $w_{c}$:

$${\begin{bmatrix}x'\\y'\\z'\\1\end{bmatrix}}={\frac {1}{w_{c}}}{\begin{bmatrix}x_{c}\\y_{c}\\z_{c}\\w_{c}\end{bmatrix}}$$

अधिक जटिल परिप्रेक्ष्य अनुमानों को प्रतिबिम्बविमान और प्रक्षेपण के केंद्र को स्थानांतरित करने के लिए घुमाव, तराजू, अनुवाद और कतरनी के साथ जोड़कर बनाया जा सकता है, जहां भी वे वांछित हैं।

यह भी देखें

• 3 3डी प्रक्षेपण
• आधार परिवर्तन
• प्रतिबिम्बसुधार
• मुद्रा (कंप्यूटर दृष्टि)
• कठोर परिवर्तन
• परिवर्तन (फ़ंक्शन)
• परिवर्तन ज्यामिति

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

• लीनियर अलजेब्रा
• पंक्ति सदिश
• यूक्लिडियन स्पेस
• आधार परिवर्तन
• व्यवस्था
• निर्देशांक तरीका
• भौतिक विज्ञान
• भौतिक विज्ञानी
• अनुवाद (ज्यामिति)
• विकर्णीयता
• रोटेशन का समन्वय करें
• एफ़िन परिवर्तन
• सजातीय निर्देशांक
• उलटा आव्यूह
• क्रमचयी गुणधर्म
• रैखिक नक्शा

बाहरी संबंध

• The Matrix Page Practical examples in POV-Ray
• Reference page - Rotation of axes
• Linear Transformation Calculator
• Transformation Applet - Generate matrices from 2D transformations and vice versa.
• Coordinate transformation under rotation in 2D
• Excel Fun - Build 3D graphics from a spreadsheet