Espacio Vectorial | Espacio Proyectivo |
\mathbb{R}^2 | P(\mathbb{R}) |
Los elementos de \mathbb{R}^2, en coordenadas cartesianas, son pares de números reales (x,y) que representan puntos. | Los elementos de P(\mathbb{R}), en coordenadas homogéneas, son pares de números reales (x,y) que representan rectas que pasan por el origen. |
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Dos puntos P=(x,y) y P'=(x',y') son iguales si y sólo si
x=x',\ y=y'
y lo escribiremos P=P'. | Dos puntos P=(x,y) y P'=(x',y') están en la misma recta si y sólo si existe un k\in\mathbb{R} tal que
x=kx',\ y=ky'
y lo escribiremos P\equiv P'. |
\mathbb{R}^2=\{(x,y)∣x,y\in\mathbb{R}\} | P(\mathbb{R})=(\mathbb{R}^2-\{(0,0)\})/\equiv
Si x=y=0 no tenemos una recta por eso se ha excluido el punto (0,0) que no forma una recta. |
Cada punto tiene dos grados de libertad, la abscisa x y la ordenada y. | Cada recta sólo tiene un grado de libertad. La equivalencia entre rectas \equiv le quita un grado de libertad a (x,y) (precisamente, es el valor de k que hemos de hallar). |
Usar una matriz para transformar puntos en otros genera aplicaciones lineales.
P'=AP | Usar una matriz para transformar rectas en otras genera colineaciones.
P'≡AP
Es decir, existe un k\in\mathbb{R} tal que
P'=kAP |
Una matriz tiene cuatro grados de libertad cuando representa una aplicación lineal. | Una matriz tiene tres grados de libertad cuando representa una colineación. |
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Si la matriz es regular (no singular, con determinante no nulo), la transformación lineal es invertible. | Si la matriz es regular, la colineación se denomina homografía y representa proyecciones cónicas. |
Al ser invertible forma un grupo. Concretamente el GL(2,\mathbb{R}). | Al ser invertible forma un grupo.
Concretamente el PGL(2,\mathbb{R}). |
| Es posible y deseable normalizar los puntos. Una forma de hacerlo es elegir de cada recta el punto cuya última coordenada sea uno. En este caso y=1.
Esto se consigue eligiendo k adecuadamente.
(x,y)≡k(x,y)=\frac{1}{y}(x,y)=(\frac{x}{y},1) |
| Se comprueba con facilidad que esta normalización es una proyección perspectiva donde la línea y=1 es el plano de proyección.
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Todo esto se puede extender a 3 dimensiones usando \mathbb{R}^3. | Todo esto se puede extender de proyectar en una línea en P(\mathbb{R}) a proyectar en un plano en P^2(\mathbb{R}). Este plano sería, por ejemplo, la pantalla del monitor o el CCD de una cámara. |
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