image and video processing聽課筆記(九)

Surfaces differential geometry 表面微分幾何
表面(Surfaces)是存在於3D空間的定義,需要用到兩個參數,3個座標(對比於平面曲線,只用到一個參數p,2個座標);而3D空間的曲線則可以用1個參數,3個座標來表示。
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類似於curve的變換,surface的變換也可以嘗試使用一階,二階導數來作爲穩定特徵。

首先計算一階導數
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在表面取一點,對參數u和v求一階導Su,Sv,而它兩者的叉積能構成同時垂直於他們的另一個向量,將這個向量單位化,得到給點的法向量。
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還記得嗎?上一章提到,對平面曲線,取一點找到Cv和Cvv且滿足他們構成的平行四邊形的面積爲1,即(Cv,Cvv)=1,從而推出了仿射變換和歐幾里得變換的參數關係。這裏同樣也要使用到面積微分(Su,Sv),Sv和Su構成的平面是表面在(x,y,z)點的切面,求微小面積積分則可得到整個表面的面積
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接着,如何求二階導數(曲率)呢?
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過表面某一點有很多的曲線,每一條曲線在該點處有切線向量和曲率向量(對切線向量求導),然後將曲率向量投影到表面法向量的長度作爲該曲線的曲率
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但是,那麼多曲線應該有很多曲率吧,我們選擇“主曲率”,就是最大的那個,也就是彎曲度最大的曲線的曲率
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