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平面幾何變換
  「平面幾何變換」主要包括幾個部分:比例變換、鏡射變換、錯切變換、旋轉變換與平移變換,筆者將分別舉例說明。但是必須注意的是,這裡的所有變換都是相對於原點(0,0)作變換的,也就是說,原點在這裡的所有變換中是一個固定點。

比例變換與鏡射變換:

  我們以 r 來表示 X 軸方向的比例變換,以 s 來表示 Y 軸方向的比例變換。當 s 的絕對值等於 r 的絕對值的時候,如圖二所示, 則其與圖一是自我相似( Self-Similar )的,當 s 的絕對值不等於 r 的絕對值的時候,如圖三所示, 則其與圖一是自我相仿( Self-Affine )的。其中,當 (r,s)=(1,-1) 或(-1,1)或(-1,-1)的情況,我們則稱作鏡射變換。

   
 圖一
 圖二
 圖三

錯切變換與旋轉變換:

  我們以 θ 來表示相對於 X 軸方向的旋轉變換( 如圖二所示 ,包括有 X 軸方向的比例變換與 Y 軸方向的錯切變換), 以 ψ 來表示相對於 Y 軸方向的旋轉變換( 如圖三所示,包括有 Y 軸方向的比例變換與 X 軸方向的錯切變換)。當 θ=ψ 的情況,我們則稱作相對於原點的剛體旋轉(剛體旋轉的特徵為:在幾何物體的旋轉過程中,並不改變其面積或組成元素間的相對關係),如圖四所示,其與圖一是自我相似的。當 θ≠ψ 的情況,其與圖一是自我相仿的。

圖一
圖二
圖三
圖四

平移變換:

  我們以 e 來表示 X 軸方向的平移變換,以 f 來表示 Y 軸方向的平移變換,其中,所有經過平移變換後的幾何圖形均會與原幾何圖形自我相似。

   
 圖一
 圖二
 圖三


  這些幾何變換的順序是很重要的,不同的幾何變換順序可能會導致不同的結果,例如先鏡射變換再平移變換,與先平移變換再鏡射變換的結果,就完全不同。因此,當不同的幾何變換搭配在一起時,我們通常會採取這樣的順序:比例變換、鏡射變換、錯切變換、旋轉變換與平移變換。依照這個順序,我們將在以後的單元用下面的表格,或是使用 T=( r, s, θ, ψ, e, f ),來記錄這些幾何變換的參數:


  此外,就計算上,我們還可以將這些幾何變換寫成下面的矩陣:



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