Transformations Affines 20B436
1. **Énoncé du problème :**
Décrire en mots, dans l'ordre, chaque étape des transformations affines données par les matrices T1, T2, T3, T4 appliquées au point $(x,y)$.
2. **Rappel des concepts :**
Une transformation affine en coordonnées homogènes s'écrit $T(x,y,1)^T = (x',y',1)^T$.
Les transformations élémentaires sont :
- Translation par un vecteur $(t_x,t_y)$ :
$$\begin{pmatrix}1 & 0 & t_x \\ 0 & 1 & t_y \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
- Rotation d'angle $\theta$ autour de l'origine (sens anti-horaire) :
$$\begin{pmatrix}\cos\theta & -\sin\theta & 0 \\ \sin\theta & \cos\theta & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
- Mise à l'échelle (scaling) :
$$\begin{pmatrix}s_x & 0 & 0 \\ 0 & s_y & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
- Réflexion, translation combinées sont aussi possibles.
3. **Transformation T1 :**
$$T_1 = \begin{pmatrix}1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
C'est une translation de vecteur $(1,0)$.
4. **Transformation T2 :**
$$T_2 = \begin{pmatrix}1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix}0.866 & -0.5 & 0 \\ 0.5 & 0.866 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix}1 & 0 & -1 \\ 0 & 1 & -1 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
- Étape 1 : Translation de $(-1,-1)$ (ramener le point à l'origine du repère de rotation).
- Étape 2 : Rotation anti-horaire d'environ $30^\circ$ (car $\cos 30^\circ \approx 0.866$, $\sin 30^\circ = 0.5$).
- Étape 3 : Translation de $(1,1)$ (remettre le point dans sa position initiale décalée).
5. **Transformation T3 :**
$$T_3 = \begin{pmatrix}1 & 0 & -2 \\ 0 & 1 & -21 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\ 0 & 4 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix}2 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
- Étape 1 : Mise à l'échelle horizontale par 2 (élargir horizontalement).
- Étape 2 : Mise à l'échelle verticale par 4 (étirer verticalement).
- Étape 3 : Translation de $(-2,-21)$ (déplacer le point).
6. **Transformation T4 :**
$$T_4 = \begin{pmatrix}1 & 0 & 4 \\ 0 & 1 & -5 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix}0 & 1 & 0 \\ -1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix}1 & 0 & -4 \\ 0 & 1 & 5 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix}4 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
- Étape 1 : Mise à l'échelle horizontale par 4.
- Étape 2 : Translation de $(-4,5)$.
- Étape 3 : Rotation/reflexion représentée par la matrice $\begin{pmatrix}0 & 1 \\ -1 & 0\end{pmatrix}$, qui correspond à une rotation de $90^\circ$ anti-horaire.
- Étape 4 : Translation de $(4,-5)$.
**Remarque :** Chaque produit de matrices est appliqué de droite à gauche sur le vecteur $(x,y,1)^T$.
**Application au point $(x,y) = (1.2, y)$ (remplacé par B) :**
Le problème ne demande pas de calcul numérique final, seulement la description des étapes.
**Réponse finale :**
- T1 : Translation de $(1,0)$.
- T2 : Translation $(-1,-1)$, rotation $30^\circ$ anti-horaire, translation $(1,1)$.
- T3 : Mise à l'échelle horizontale par 2, mise à l'échelle verticale par 4, translation $(-2,-21)$.
- T4 : Mise à l'échelle horizontale par 4, translation $(-4,5)$, rotation $90^\circ$ anti-horaire, translation $(4,-5)$.