投影,数学术语,指图形的影子投到一个面或一条线上。在该平面上得到的图像,也称为“投影”。投影可分为正投影和斜投影。正投影即是投射线的中心线垂直于投影的平面,其投射中心线不垂直于投射平面的称为斜投影。光学上指物体的影子投到一个面上,数学上指图形的影子投到一个面或一条线上。
定义
令投射线通过点或其他物体,向选定的投影面投射,并在该面上得到图形的方法称为投影法。
投影法分为中心投影法和平行投影法。
工程中常用的投影图有:多面正投影图、轴测投影图、标高投影图、透视投影图。其中多面正投影图是工程中最常用、最重要的投影图。
应用
几何
从初中数学的角度来说,一般地,用光线照射物体,在某个平面(地面、墙壁等)上得到的影子叫做物体的投影(Projection),照射光线叫做投影线,投影所在的平面叫做投影面。
有时光线是一组互相平行的射线,例如太阳光或探照灯光的一束光中的光线。由平行光线形成的投影是平行投影(Parallel projection).由同一点(点光源发出的光线)形成的投影叫做中心投影(Center projection)。投影线垂直于投影面产生的投影叫做正投影。投影线不垂直于投影面产生的投影叫做斜投影。物体投影的形状、大小与它相对于投影面的位置和角度有关。
向量
设两个非零向量a与b的夹角为θ,则将|b|·cosθ叫做向量b在向量a方向上的投影或称标投影(scalar projection)。
在式中引入a的单位矢量a(A),可以定义b在a上的矢投影(vector projection)
由定义可知,一个向量在另一个向量方向上的投影是一个数量。当θ为锐角时,它是正值;当θ为直角时,它是0;当θ为钝角时,它是负值;当θ=0°时,它等于|b|;当θ=180°时,它等于-|b|。
设单位向量e是直线m的方向向量,向量AB=a,作点A在直线m上的射影A',作点B在直线m上的射影B',则向量A'B'叫做AB在直线m上或在向量e方向上的正射影,简称射影。
向量A'B'的模|A'B'|=|AB|·|cos〈a,e〉|=|a·e|。/n
自然光影运用
有时光线是一组互相平行的射线,如太阳光或探照灯光的一束光中的光线。由平行光线形成的投影是平行投影,例如物体在太阳光的照射下形成的影子(简称日影)就是平行投影。日影的方向可以反映时间,古埃及的绿石板影钟和我国古代的计时器日晷,就是根据日影,来观测时间的。皮影戏是利用自然光或蜡烛光源的照射,把影子的形态反映在银幕(投影面)上的表演艺术。
沉浸式投影
从设备组成上看,沉浸式投影最主要的设备就是投影仪。按照投影原理,目前市场上的投影仪主要分为LCD投影和DLP投影。LCD投影仪主要是利用液晶的光电效应,通过影响液晶单元的透光率或反射率,影响其光学性质,从而产生具有不同灰度层次及颜色的图像,主要成像器件是液晶板或液晶光阀。DLP投影主要使用数字光处理器作为成像器件,主要原理是先把文字、图像等影像信号经过数字处理,再通过光学透镜将影像投射出来。
沉浸式投影与以上两种投影技术有所不同,它是一种基于全息立体投影技术扩展出来的投影系统,是通过光的衍射原理来记录、再现物体原本状态的一种3D图像展示技术,能够在空气中或特殊材质的三维镜片上呈现出3D影像效果,所以又被称为虚拟图像技术。它可以将影像投射到墙壁上、屏幕上、地板上甚至是屋顶上,参观者坐着、站着甚至躺着都可以欣赏到其中的景象,有置身其中的感觉。
与当下电影院中常用的IMAX3D技术相比,全息投影能够实现更加真实、震撼的3D影像效果,能让观众360度观赏,因此这种技术被逐渐应用到多个领域。
现代投影系统
物体在灯泡发出的光照射下形成影子就是中心投影。一种投影显示系统sRGB是微软公司与精工爱普生公司、三菱公司合作开发的,目的是建立一个可以满足计算机和投影显示需求的色彩管理标准,使得显示设备无须经过特别的色彩信息分析,就可以正确地表现出图象文件。
sRGB消除了不同显示系统在色彩还原上原有的差异。不同显示设备间的RGB色彩,自然会发生一些变化,因而经过不同的显示设备后就无法正确地再现色彩。如今,随着以计算机为辅助的演示设备越来越成为市场发展的关键工具,正确的图象和色彩还原比以前变得尤为重要。有了sRGB技术,用户无论使用CRT设备观看,或者通过适应sRGB标准的投影机投放观看,都可以确保得到统一的色彩。
计算机中投影
由于GIS描述的是位于地球表面的空间信息,所以在表示时必须嵌入到一个空间参照系中,这个参照系就是坐标系它是根据椭球体等参数建立的。有了坐标系,即椭球体,数据图层就有了地理坐标,地理坐标是用经纬度表示球面的位置的。为了能够将地图从三维地理坐标通过投影转换成二位平面坐标,还要进行投影,这样的坐标系叫做投影坐标系。
常用的投影有高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影,阿尔博斯(Albers Equal-Area Conic)投影。
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