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► 12. Proyecciones 3D

       ► 12.2 Proyección

Objetivos

Un punto tridimensional {px, py, pz} se puede proyectar en la Vista Gráfica como:

(px sin(β) + py cos(β), -px cos(β) sin() + py sin(β) sin() + pz cos())

donde y β son los ángulos de inclinación y rotación del objeto.

Veremos cómo podemos usar esta proyección para crear modelos tridimensionales.

Construcción paso a paso
 Antes de empezar, puede ser buena idea echar un vistazo al "Ejemplo de construcción" que se encuentra en esta página.

Primero guardamos una imagen que usaremos como icono de una herramienta personal que crearemos más adelante.

Práctica Preparación

No

Automático

  • Guardar la imagen que servirá de icono de la herramienta que vamos a crear en el disco duro (hacer clic derecho sobre la imagen y elegir "Guardar imagen como..."):

 

Creamos dos ángulos independientes, y β, que harán el papel de ángulo de inclinación y ángulo de rotación, respectivamente.

Práctica Etapa 1
  • Punto A (libre)
  • Circunferencia c: Circunferencia con centro A y radio 1
  • Punto B: A + (3, 0)
  • Circunferencia d: Circunferencia con centro B y radio 1
  • Punto C: A + (1, 0)
  • Punto D: A + (4, 0)
  • Punto E: Punto en c
  • Punto F: Punto en d
  • Ángulo : Ángulo entre C, A, E
  • Ángulo β: Ángulo entre D, B, F

Construimos una lista (llamada puntoLista) con las tres coordenadas {px, py, pz} de un punto cualquiera (en este caso, {4,4,4}).

Práctica Etapa 2
  • Lista (objeto libre): puntoLista = {4, 4, 4}
  • Número px: p_x = Elemento[puntoLista, 1]
  • Número py: p_y = Elemento[puntoLista, 2]
  • Número pz: p_z = Elemento[puntoLista, 3]

Ahora realizamos la proyección al plano del punto tridimensional anterior:

Práctica Etapa 3
  • P444 = (p_x sin(β) + p_y cos(β), -p_x cos(β) sin(α) + p_y sin(β) sin(α) + p_z cos(α))

Convertimos esa proyección en una nueva herramienta, a través del menú Herramientas > Creación de Herramienta Nueva, guardándola con el nombre de P3D.ggt:

Práctica Etapa 4
  • Objeto de Salida: P444
  • Objetos de Entrada: , β, puntoLista
  • Nombre de Herramienta y de Comando: P3D
  • Icono: P3D.png (imagen de 30x30 píxeles guardada en la preparación)

Así ya podemos usar esa herramienta en cualquier construcción. La probamos (en forma de Comando, por ejemplo) creando una nueva proyección:

Práctica Etapa 5
  • P044 = P3D[α, β, {0,4,4}]

Al mover los ángulos y β, los puntos proyectados simulan las tres dimensiones.

Ejemplo de construcción
Práctica Proyección

 

 

Construcción: Proyección

Clic en esta imagen abre la construcción de GeoGebra

 

Práctica Propuesta de construcción

 

 

Realizar una construcción similar que permita rotar el cubo alrededor de su centro, en vez de alrededor de una arista.

 

Comentarios

En la construcción de ejemplo hemos creado más puntos hasta completar los vértices de un cubo y hemos completado la figura con los polígonos de algunas caras. También hemos añadido algún texto.

Investigación Investigación:

  • Al tratarse de proyecciones, los ángulos que se puedan medir en la pantalla no corresponderán, en general, con los verdaderos ángulos de entre los puntos tridimensionales. Por ejemplo, cada ángulo de cada dos aristas contiguas en cada cara del cubo es siempre constante (90º) pero varía en la proyección al rotar el cubo. La geometría analítica puede ayudarnos a crear una herramienta para medir el verdadero valor de esos ángulos. ¿Cómo?

 

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