1. 平移:这是将图形在平面上沿某个方向移动一定距离的变换,不改变图形的形状和大小。在数学中,平移后的图形与原图形全等,对应点之间的连线平行且等距。

2. 旋转:图形绕着一个固定点(旋转中心)转动一定的角度。旋转不改变图形的形状和大小,但改变了图形的位置和方向。常见的旋转角度包括90度、180度和270度,特别是在正多边形的变换中。

3. 翻折(反射):图形关于一条直线(反射轴)的镜像,结果是图形在轴的两侧对称。翻折同样保持图形的形状和大小不变,但位置和方向发生改变。

几何变换的基本类型有哪些

4. 缩放(放缩):通过改变图形中所有点到某固定点(通常是原点或图形中心)的距离的比例来放大或缩小图形。缩放可以是均匀的(所有方向等比例缩放),也可以是非均匀的(不同方向有不同的缩放因子)。

5. 错切(切变):在图形中,沿着某一方向的直线元素保持不变,而其他方向的元素按一定比例向该直线倾斜,形成不对称的变换,但保持面积不变。

6. 镜像:虽然与翻折相似,但在某些语境下,镜像是指图形关于一个平面的对称变换,这在数学上与翻折是同义的。

在图像处理和计算机视觉领域,这些基本变换被广泛应用于图像校正、数据增强、以及模拟视角变化等场景。还有更复杂的变换类型,如:

仿射变换:结合了平移、旋转、缩放和错切的变换,保持了平行线的性质,但可能不保持角度和比例不变。

透视变换:模拟远近效果,用于纠正图像的透视失真,常用于照片校正和3D渲染中。

重映射变换:一种更自由的变换,可以将图像中的每个像素映射到新的位置,用于复杂的图像变形。

这些变换在数学和计算机科学中有着广泛的应用,从基础的几何学习到高级的图像处理技术。