Registro delle lezioni di Geometria Differenziale e Proiettiva,
F. Battaglia, Anno Accademico 2010-11
Per le lezioni successive:
R. Hartley e
A. Zisserman,
Multiple View Geometry in Computer Vision, cambridge University press 2004.
Indico con s.d. i risultati enunciati senza dimostrazione.
- 03.05.2011 (2 ore)
Lo spazio proiettivo: definizione. Lo spazio proiettivo P(Rn+1)
può essere pensato come la sfera n-dimensionale con i punti antipodali
identificati. Coordinate omogenee.
Pn(R)=Rn+1∪Pn-1(R). In dettaglio i casi n=1 e
n=2.
- 06.05.2011 (2 ore)
Sottospazi lineari di uno spazio proiettivo. Relazione di Grassmann (s.d.).
Per due punti distinti in un spazio proiettivo passa una e una sola retta
proiettiva. In un piano proiettivo due rette proiettive distinte si intersecano in un punto. Rette proiettive nel modello di P2(R) come sfera
con i punti antipodali identificati; relazione tra rette proiettive e rette
nel piano tramite la scomposizione: P2(R)=R2∪P1(R)
- 09.05.2011 (2 ore)
Trasformazioni proiettive. Due applicazioni lineari invertibili definiscono
la stessa trasformazione proiettiva se e solo se sono una multipla dell'altra.
Trasformazioni del piano proiettivo reale. Date due rette distinte P(U) e P(U') in un piano
proiettivo e un punto K non contenuto in esse, la proiezione
da K definisce una trasformazione proiettiva da P(U) a P(U').
Definizione di n+2 punti in posizione generale in uno spazio proiettivo
n dimensionale. Dati N=2 punti in posizione generale in P(V) e n+2 punti in posizione generale in P(W) esiste un'unica trasformazione proiettiva che manda il primo insieme ordinato di punti nel secondo.
- 13.05.2011 (2 ore)
Dualità . Definizione di spazio duale, base duale, trasformazione duale.
Annullatore Uo di un sottospazio U di uno spazio vettoriale V.
Se U1 è contenuto in U2 allora
U2o è contenuto in U1o
dim(U)+dim(Uo)=dim(V). Isomorfismo canonico tra V e il bi-duale.
Definizione di iperpiano in uno spazio proiettivo. I punti del duale sono
in corrispondenza biunivoca con gli iperpiani.
- 17.05.2011 (2 ore)
Un sottospazio lineare P(W) di dim m
uno spazio proiettivo duale P(V') di dim n è
costituito da tutti e soli gli iperpiani che si intersecano nel sottospazio
lineare P(U) di P(V). Dove U e' l'unico sottospazio di V tale che
Uo=W.
Esempio di enunciati duali: nel piano proiettivo per due punti passa una e una sola retta; due rette si intersecano in un punto.
Una retta proiettiva nel piano proettivo duale è un fascio di rette
incidenti nel piano proiettivo. Identificazione tra:
spazio delle rette nel piano reale affine, piano proiettivo reale meno un punto,
nastro di Moebius.
- 20.05.2011 (2 ore)
Il birapporto. Esercizi su rette in P2(R). Coniche. Azione di una
proiettività di matrice H su punti, rette e coniche di
P2(R).
- 24.05.2011 (2 ore)
Retta tangente a una conica in un punto fissato. Conica duale. Esempi di
trasformazioni proiettive su coniche. Gerarchia di proiettività
di P2(R): isometrie ⊂ similarità ⊂ affinità ⊂
proiettività . Per ogni classe di individuano i gradi di libertà e
il livello di deformazione.
- 27.05.2011 (2 ore)
Proiettività : nove gradi di libertà . Una proiettività manda rette in rette e conserva il
birapporto di quattro punti allineati.
Affinità . Sei gradi di libertà . Scomposizione. Una affinità manda rette parallele in rette
parallele, conserva il rapporto tra le lunghezze di segmenti paralleli e il rapporto tra le areee.
- 31.05.2011 (2 ore)
Similarità : composizione di una isometria e una omotetia. Quattro gradi di libertà .
Conserva gli angoli, i rapporti tra lunghezze e tra aree.
Isometrie: un isometria è data dalla composizione di una rotazione, una riflessione e una traslazione.
Tre gradi di libertà . Conserva aree e lunghezze.
Ricostruzione di immagini a meno di affinità mediante individuazione della retta all'infinito.
Ricostruzione di immagini a meno di similarità . I punti circolari. Una affinità conserva i punti
circolari se e solo se è una similarità .
Coniche degeneri. Coniche duali degeneri.
- 07.06.2011 (2 ore)
Applicazioni alla ricostruzione di immagini in dimensione 2. Esempio di ricostruzione quando si possono individuare, nell'immagine, cinque coppie di rette che sono immagine di coppie di rette ortogonali.
- 08.06.2011 (2 ore)
Problemi di ottimizzazione nella ricostruzione di immagini. Direct linear transformation algorithm.
- 10.06.2011 (2 ore)
Problematiche relative all'applicazione dell'algoritmo di trasformazione lineare diretta. Normalizzazione dei dati.
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