Test subrepertoire en pst-anamorphosis, seulement pour tester, si j'ai SUCCESS...
[pst-anamorphosis.git] / GILGTEST / pst-anamorphosis-doc-part1.tex
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78
79
80 \begin{document}
81
82 %% === BEGIN == Page de garde =================================================
83
84 \thispagestyle{empty}
85
86 \pstPutAbs(0,-29.7){%
87 \begin{pspicture}(0,0)(21,29.7)
88 \pspolygon[fillstyle=solid,linecolor=syracuseVERT,fillcolor=syracuseVERT](0,0)(10.5,14.85)(21,0)
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91 \end{pspicture}
92 }
93 \pstPutAbs(2.5,-3.75){%
94 \includegraphics[scale=1]{pst-anamorphosis}
95 }
96 \pstPutAbs(2.5,-5.25){%
97 \LARGE \textbf{\syracuseTitle}
98 }
99 \pstPutAbs(2.5,-13.5){%
100 \begin{pspicture}(0,0)(8,8)
101 \rput(4,4){\includegraphics[height=8cm]{eiffel}}
102 %\rput(4,4){\includegraphics[height=8cm]{\syracuseGraphic}}
103 %\psframe(0,0)(8,8)
104 \end{pspicture}
105 }
106 \pstPutAbs(12.5,-15){%
107 \parbox{0.4\textwidth}{\Large\raggedleft
108 {\LARGE\textbf{Contributeurs}}\\[0.2cm]
109 J\"{u}rgen \textsc{Gilg}\\
110 Manuel \textsc{Luque}\\
111 Jean-Michel \textsc{Sarlat}
112 }}
113 \vfill
114 \begin{center}
115 \textcolor{white}{\textbf{\today}}\\[0.3cm]
116 \textcolor{white}{\url{http://melusine.eu.org/syracuse/G/pstricks/}}\\
117 \includegraphics[scale=0.4]{logo_syracuse}
118 \end{center}
119
120 %% == END == Page de garde ====================================================
121
122 \newpage
123
124 \section{L'anamorphose cylindrique}
125
126 On place \`{a} l'int\'{e}rieur du cylindre l'image telle qu'elle doit \^{e}tre vue par un observateur regardant dans le miroir cylindrique (on peut la placer \`{a} l'ext\'{e}rieur, mais il faut que les rayons lumineux rencontrent toujours le cylindre, il faut donc veiller aux dimensions). L'objet anamorphique est <<~l'objet d\'{e}form\'{e}~>> dont le miroir reconstituera les proportions r\'{e}elles.
127
128 Objet et image ob\'{e}issent aux lois de la r\'{e}flexion de l'optique g\'{e}om\'{e}trique :
129 \begin{itemize}
130 \item rayon incident et rayon r\'{e}fl\'{e}chi appartiennent \`{a} un m\^{e}me plan ;
131 \item rayon incident et rayon r\'{e}fl\'{e}chi sont sym\'{e}triques par rapport \`{a} la normale au miroir au point d'incidence.
132 \end{itemize}
133
134 \def\oeil{\psarc[linewidth=2pt](0,2.5){2.5}{215}{270}%
135 \psarc[linewidth=2pt](0,-2.5){2.5}{90}{140}%
136 \psarc(-2.5,0){1}{-30}{30}%
137 \psarc(0,0){1.75}{160}{200}
138 \psclip{%
139 \pscircle[linestyle=none](0,0){1.75}}
140 \pscircle[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray](-2.5,0){0.9}
141 \endpsclip}%
142 \begin{center}
143 \psscalebox{0.7}{
144 \begin{pspicture}(-2,-6)(15,6)
145 \psset{Xv=0,Yv=-100}
146 \newcommand\Rmirror{3}
147 \psset{viewpoint=-1 -1 1}
148 \ThreeDput[normal=0 0 1](0,0,0){%
149 \psaxes{->}(8,4)
150 \pscircle[doubleline=true]{\Rmirror}
151 \multido{\i=-2+1,\I=-2+1}{5}{%
152 \pnode(! \i\space -2){A}
153 \pnode(! \i\space 2){B}
154 \psline(A)(B)
155 \pslineA(A)(B)
156 \pnode(!-2 \I){A}
157 \pnode(!2 \I){B}
158 \pslineA(A)(B)
159 \psline(A)(B)
160 }
161 \input{LouisXIII.pst}
162 \input{ALouisXIII.pst}
163 \pstextA[fontsize=28,linecolor=red,fillstyle=solid,fillcolor=yellow!50](0,2){LouisXIII}
164 }
165 \FPmul{\largeur}{\Rmirror}{0.1745}
166 \newcount\n \n=135
167 \loop
168 \FPmul{\tempa}{\FPpi}{\the\n}
169 \FPdiv{\angle}{\tempa}{180}
170 \FPsin{\SIN}{\angle}\FPcos{\COS}{\angle}
171 \FPmul{\xc}{\COS}{\Rmirror}
172 \FPmul{\yc}{\SIN}{\Rmirror}
173 \ThreeDput[normal={\COS} {\SIN} 0.0001](\xc,\yc,0){%
174 \psframe[fillstyle=vlines,hatchangle=0,linestyle=none,hatchcolor=BleuCiel,](0,0)(\largeur,5)}
175 \ifnum\n<315 \advance\n by 10
176 \repeat
177 \ThreeDput[normal=0.707 -0.707 0.001](2.121,-2.121,0){%
178 \psline[linewidth=2\pslinewidth](0,5)}
179 \ThreeDput[normal=0.707 -0.707 0.001](-2.121,2.121,0){%
180 \psline[linewidth=2\pslinewidth](0,5)}
181 \ThreeDput[normal=0 0 1](0,0,5){%
182 \pscircle[doubleline=true]{\Rmirror}
183 }
184 \ThreeDput[normal=-1 0 0](0,0,0){%
185 \psaxes(15,5)
186 \rput{26.5}(21.5,10.8){\oeil}
187 \psline[linestyle=dashed,linecolor=blue](20,10)%
188 \psset{arrowsize=0.5,linecolor=red,linewidth=2\pslinewidth}
189 \psline{->}(3,1.5)(10,5)
190 \psline(3,1.5)(20,10)
191 \psline{->}(6,0)(4.5,0.75)
192 \psline(6,0)(3,1.5)
193 \uput[ur](20,10){\color{red}{$V$}}
194 \uput[u](3,1.5){\color{red}{$I$}}
195 \uput[u](6,0){\color{red}{$P'$}}
196 }
197 \end{pspicture}
198 }
199 \end{center}
200 L'image non d\'{e}form\'{e}e (celle qui est vue dans le miroir) est plac\'{e}e, dans cet exemple, au centre du miroir. Un rayon incident partant de l'objet anamorphique se r\'{e}fl\'{e}chit sur le miroir et apr\`{e}s r\'{e}flexion parvient \`{a} l'{\oe}il de notre observateur. L'observateur a l'illusion que le rayon provient du point image. Il faut donc reconstruire math\'{e}matiquement la marche d'un tel rayon lumineux en partant de l'image dans le miroir.
201
202 L'observateur est suffisamment \'{e}loign\'{e} du miroir pour pouvoir \^{e}tre consid\'{e}r\'{e} comme ponctuel.
203
204 Soit $P$ un point de l'image(not\'{e} $A'$ dans le sch\'{e}ma ci-apr\`{e}s), $V$ l'{\oe}il de l'observateur. Tra\c{c}ons un droite $(PV)$ et d\'{e}terminons le point d'intersection $I$ avec le cylindre : c'est le point d'incidence.
205 \[
206 V(x_V,y_V,z_V)\quad\text{ et }\quad P(x_P,y_P,0)
207 \]
208 L'\'{e}quation param\'{e}trique de la droite $(PV)$ s'\'{e}crit $\overrightarrow{IV}=\rho\overrightarrow{PV}$:
209 \begin{equation}\label{eq:paracyl}
210 \left\lbrace
211 \begin{array}{lcl}
212 x_V-x_I&=&\rho(x_V-x_P)\\
213 y_V-y_I&=&\rho(y_V-y_P)\\
214 z_V-z_I&=&\rho(z_V-0)
215 \end{array}
216 \right.
217 \Longrightarrow
218 \left\lbrace
219 \begin{array}{lcl}
220 x_I&=&x_V(1-\rho)+\rho x_P\\
221 y_I&=&y_V(1-\rho)+\rho y_P\\
222 z_I&=&z_V(1-\rho)
223 \end{array}
224 \right.
225 \end{equation}
226 \begin{center}
227 \begin{pspicture}(-4,-0.5)(6.5,8)
228 \pnode(6,7){V}
229 \uput[0](V){$V$}
230 \pnode(3,6.5){S}
231 \pnode(-3,6.5){S'}
232 \pnode(3,2.8){I}
233 \pnode(1,0){P}
234 \pnode(5,0){P'}
235 \uput[45](P'){$P'$}
236 \pnode(3,0){G}
237 \pnode(-3,0){G'}
238 \pspolygon[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray!30](G')(G)(S)(S')
239 \psaxes[ticks=none,labels=none]{->}(0,0)(-4,0)(6.5,7.5)
240 \uput[0](6.5,0){$x$}
241 \uput[90](0,7.5){$z$}
242 \uput[135](P){$P$}
243 \uput[-45](G){$G$}
244 \uput[135](I){$I$}
245 \psline(V)(P)
246 \psline(S)(G)
247 \rput(I){%
248 \psline[linestyle=dashed](3;0)%
249 \uput[0](3;0){$N$}%
250 \psarc[doubleline=true](0,0){1}{-90}{-54.46}%
251 \psarc[doubleline=true](0,0){1}{54.46}{90}
252 \uput[72](1.2;72){$\varepsilon$}%
253 \uput[-72](1.2;-72){$\varepsilon$}%
254 \rput{-90}(0,0){\psframe(0.3,0.3)}
255 }
256 \psline[linecolor=red](V)(I)(P')
257 \pcline[nodesepB=1.5,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(P')(I)
258 \pcline[nodesepB=2.5,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(I)(V)
259 \qdisk(I){2pt}
260 \qdisk(P){2pt}
261 \qdisk(V){2pt}
262 \qdisk(P'){2pt}
263 \qdisk(G){2pt}
264 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{|<->|}(0,-0.2)(1,-0.2)
265 \uput[-90](0.5,-0.2){$r_P$}
266 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{<->}(0,2.8)(3,2.8)
267 \uput[-90](1.5,2.8){$r_I=R$}
268 \end{pspicture}
269 \end{center}
270 Le point $I$ appartenant au cylindre, ses coordonn\'{e}es v\'{e}rifient la relation :
271 \begin{equation}\label{eq:cylindre}
272 x_I^2+y_I^2=R^2
273 \end{equation}
274 (\ref{eq:paracyl}) en (\ref{eq:cylindre}) et apr\`{e}s d\'{e}veloppement, on obtient l'\'{e}quation du second degr\'{e} en $\rho$:
275 \begin{gather*}
276 \left(x_V(1-\rho)+\rho x_P\right)^2+\left(y_V(1-\rho)+\rho y_P\right)^2=R^2\\
277 x_V^2(1-2\rho+\rho^2)+2(1-\rho)\rho x_Vx_P+\rho^2 x_P^2+y_V^2(1-2\rho+\rho^2)+2(1-\rho)\rho y_Vy_P+\rho^2 y_P^2=R^2\\
278 (x_V^2+y_V^2-2x_Vx_P-2y_Vy_P)\rho^2+2(-x_V^2+x_Vx_P-y_V^2+y_Vy_P)\rho+x_V^2+y_V^2=R^2
279 \end{gather*}
280 Comparaison avec
281 \[
282 a\rho^2+2b'\rho+c=0
283 \]
284 donne :
285 \[
286 \left\lbrace
287 \begin{array}{lcl}
288 a&=&(x_V-x_P)^2+(y_V-y_P)^2\\
289 2b'&=&x_Vx_P+y_Vy_P-x_V^2-y_V^2\\
290 c&=&x_V^2+y_V^2-R^2
291 \end{array}
292 \right.
293 \]
294 La r\'{e}solution de cette \'{e}quation nous donne les solutions classiques:
295 \[
296 \left\lbrace
297 \begin{array}{lcl}
298 \rho'&=&\dfrac{-b'+\sqrt{\Delta'}}{a}\\[0.5cm]
299 \rho''&=&\dfrac{-b'-\sqrt{\Delta'}}{a}
300 \end{array}
301 \right.
302 \qquad \Delta'=b'^2-ac
303 \]
304 On retiendra la plus petite valeur positive des deux, que par la suite j'appelle $\rho$.
305
306 $(IV)$ repr\'{e}sente le rayon r\'{e}fl\'{e}chi par le miroir. Le rayon incident est d\'{e}fini par la droite sym\'{e}trique de $(IV)$ par rapport \`{a} la normale au miroir en $I$. Je cherche le sym\'{e}trique de $V$, nomm\'{e} $V'$ par rapport \`{a} cette normale $(IN)$. Ce point $V'$ remplit deux conditions :
307 \begin{enumerate}
308 \item $\overrightarrow{IV}+\overrightarrow{IV'}=k\overrightarrow{IN}$
309 \item $\overrightarrow{VV'}.\overrightarrow{IN}=0$
310 \end{enumerate}
311 La normale $(IN)$ a pour vecteur directeur $\overrightarrow{IN}(x_I,y_I,0)$
312
313 La premi\`{e}re condition se traduit par :
314 \[
315 \left\lbrace
316 \begin{array}{lcl}
317 x_V-x_I+x_{V'}-x_I&=&kx_I\\
318 y_V-x_I+y_{V'}-y_I&=&ky_I\\
319 z_V-z_I+z_{V'}-z_I&=&0
320 \end{array}
321 \right.
322 \Longrightarrow
323 \left\lbrace
324 \begin{array}{lcl}
325 x_{V'}&=&kx_I+2x_I-x_V\\
326 y_{V'}&=&ky_I+2y_I-y_V\\
327 z_{V'}&=&2z_I-z_V
328 \end{array}
329 \right.
330 \]
331 La deuxi\`{e}me par :
332 \[
333 (x_{V'}-x_V)x_I+(y_{V'}-y_V)y_I=0
334 \]
335 En rempla\c{c}ant $x_{V'}$ et $y_{V'}$ tir\'{e}s de la premi\`{e}re condition dans la deuxi\`{e}me :
336 \begin{gather*}
337 k(x_I^2+y_I^2)+2x_I^2-2x_Vx_I+2y_I^2-2y_Vy_I=0\\
338 kR^2+2R^2=2(x_Vx_I+y_Vy_I)\\
339 k+2=\dfrac{2}{R^2}(x_Vx_I+y_Vy_I)
340 \end{gather*}
341 Les coordonn\'{e}es de $V'$ s'en d\'{e}duisent :
342 \[
343 \left\lbrace
344 \begin{array}{lcl}
345 x_{V'}&=&(k+2)x_I-x_V\\
346 y_{V'}&=&(k+2)y_I-y_V\\
347 z_{V'}&=&z_V(1-2\rho)
348 \end{array}
349 \right.
350 \]
351 Il reste \`{a} trouver l'intersection de $(IV')$ avec le plan horizontal $z=0$.
352
353 \'Equation param\'{e}trique de $(IV')$, $M$ \'{e}tant un point courant : $\overrightarrow{MV'}=\alpha\overrightarrow{IV'}$
354 \[
355 \left\lbrace
356 \begin{array}{lcl}
357 x_{V'}-x&=&\alpha(x_{V'}-x_I)\\
358 y_{V'}-y&=&\alpha(y_{V'}-y_I)\\
359 z_{V'}-z&=&\alpha(z_{V'}-z_I)
360 \end{array}
361 \right.
362 \]
363 $z=0\Longrightarrow \alpha=\dfrac{z_{V'}}{z_{V'}-z_I}$ soit
364 \[
365 \alpha=\dfrac{1-2\rho}{-\rho}
366 \]
367 En rempla\c{c}ant $\alpha$ par son expression, nous obtenons les coordonn\'{e}es du point $P'$ de l'objet anamorphique.
368 \[
369 \left\lbrace
370 \begin{array}{lcl}
371 x_{P'}&=&x_{V'}-\alpha(x_{V'}-x_I)\\
372 y_{P'}&=&y_{V'}-\alpha(y_{V'}-y_I)
373 \end{array}
374 \right.
375 \]
376 Cette s\'{e}rie de calculs doit \^{e}tre appliqu\'{e}e \`{a} tous les points de l'image <<~normale~>> afin d'obtenir l'objet anamorphique (d\'{e}form\'{e}) dont le miroir <<~redressera~>> la forme.
377
378 On notera que \textit{la cote de l'observateur $z_V$ n'intervient pas}. On le comprend ais\'{e}ment en faisant un dessin du plan vertical passant par l'\oe{}il et l'axe du cylindre miroir. La position de la projection horizontale \'{e}tant fix\'{e}e $(x_V,y_V)$, quelle que soit la valeur de $z_V$, $A$ et $A'$ \'{e}tant sym\'{e}triques par rapport \`{a} la g\'{e}n\'{e}ratrice du miroir appartenant au plan vertical choisi, si $A'$ est donn\'{e} alors $A$ est fix\'{e} quelque soit~$z_V$.
379
380 \newpage
381
382 \section{L'anamorphose conique}
383
384 Le principe est identique \`{a} celui de l'anamorphose cylindrique : imaginons un rayon lumineux provenant de l'objet <<~anamorphique~>>, se r\'{e}fl\'{e}chissant sur le miroir conique et parvenant \`{a} l'{\oe}il de l'observateur plac\'{e} au-dessus et dans l'axe du c\^{o}ne \`{a} une position suffisamment haute pour que l'observateur puisse \^{e}tre consid\'{e}r\'{e} comme ponctuel. Ainsi l'observateur aura l'illusion d'observer l'image reconstitu\'{e}e par le miroir conique. Image et objet sont dans le plan horizontal.
385
386 \begin{center}
387 \psscalebox{0.7}{
388 \begin{pspicture}(-7,-8)(7,9)
389 \newcommand\R{3}
390 \newcommand\hauteur{5}
391 \newcommand\pas{10}
392 \FPeval{\pasrad}{\pas*\FPpi/180}
393 \FPmul{\Largeur}{\R}{\pasrad}
394 \FPdiv{\largeur}{\Largeur}{2}
395 %Les coordonn\'{e}es de viewpoint
396 \def\vx{1}\def\vy{-0.8}\def\vz{1}
397 \FPeval{\RH}{(\R)/(\hauteur)}
398 \FParctan{\phy}{\RH}
399 \FPeval{\OH}{sin(\phy)*\hauteur}
400 \FPeval{\zH}{sin(\phy)*\OH}
401 \FPeval{\OK}{cos(\phy)*\OH}
402 \FPeval{\generatrice}{root(2,(\hauteur*\hauteur)+(\R*\R))}
403 \psset{viewpoint={\vx} {\vy} {\vz}}
404 \ThreeDput[normal=0 0 1](0,0,0){%%
405 \psframe*[linecolor=lightgray!25](-10,-10)(10,10)
406 \psgrid[subgriddiv=0,gridcolor=lightgray,gridlabels=0pt](-10,-10)(10,10)
407 \psaxes(0,0)(-10,-10)(10,10)
408 \pscircle[doubleline=true]{3}
409 \psset{type=conical}
410 \multido{\n=-1.50+0.50}{7}{%
411 \pnode(! \n\space -2.50){A}
412 \pnode(! \n\space -0.50){B}
413 \psline[linecolor=green](A)(B)
414 \pslineA[linecolor=green](A)(B)
415 }
416 \multido{\N=-2.50+0.50}{5}{%
417 \pnode(!-1.50 \N){A}
418 \pnode(!1.50 \N){B}
419 \pslineA[linecolor=green](A)(B)
420 \psline[linecolor=green](A)(B)
421 }
422 %
423 \multido{\n=-1.50+0.50}{7}{%
424 \pnode(! \n\space 2.50){A}
425 \pnode(! \n\space 0.50){B}
426 \psline[linecolor=green](A)(B)
427 \pslineA[linecolor=green](A)(B)
428 }
429 \multido{\N=2.50+-0.50}{5}{%
430 \pnode(!-1.50 \N){A}
431 \pnode(!1.50 \N){B}
432 \pslineA[linecolor=green](A)(B)
433 \psline[linecolor=green](A)(B)
434 }
435 \multido{\n=-1.50+0.50}{7}{%
436 \pnode(! \n\space -2.50){A}
437 \pnode(! \n\space -0.50){B}
438 \psline(A)(B)
439 \pslineA(A)(B)
440 }
441 \multido{\N=-2.50+0.50}{5}{%
442 \pnode(!-1.50 \N){A}
443 \pnode(!1.50 \N){B}
444 \pslineA(A)(B)
445 \psline(A)(B)
446 }
447 \multido{\n=-1.50+0.50}{7}{%
448 \pnode(! \n\space 2.50){A}
449 \pnode(! \n\space 0.50){B}
450 \psline(A)(B)
451 \pslineA(A)(B)
452 }
453 \multido{\N=2.50+-0.50}{5}{%
454 \pnode(!-1.50 \N){A}
455 \pnode(!1.50 \N){B}
456 \pslineA(A)(B)
457 \psline(A)(B)
458 }
459 \psanamorphosis[type=conical,scale=-0.7 -0.7](0,1.5){tiger.eps}
460 \pstextA[fontsize=15,fillcolor=green,scale=1 -1](0,-0.5){Anamorphose}
461 \pscircle[doubleline=true]{3}}
462 \newcount\n \n=0
463 \loop
464 \FPmul{\tempa}{\FPpi}{\the\n}
465 \FPdiv{\angle}{\tempa}{180}
466 \FPsin{\SIN}{\angle}\FPcos{\COS}{\angle}
467 \FPmul{\xH}{\COS}{\OK}
468 \FPmul{\yH}{\SIN}{\OK}
469 \FPdiv{\grise}{\the\n}{360}
470 \FPsub{\gris}{1}{\grise}
471 \FPdiv{\teinte}{\grise}{2}
472 \definecolor{gris}{cmyk}{\teinte,\teinte,\teinte,0}
473 %tester les faces visibles
474 %le produit scalaire du vecteur viewpoint et du vecteur normal \`{a} la face >0 ?
475 \FPeval{\costest}{(\vx)*\xH+(\vy)*\yH+(\vz)*\zH}
476 \FPifpos{\costest}
477 \ThreeDput[normal={\xH} {\yH} \zH](0,0,\hauteur){%
478 \pspolygon[linecolor=BleuCiel]%[fillstyle=solid,fillcolor=gris,dimen=outer]%
479 (0,0)(-\largeur,-\generatrice)(\largeur,-\generatrice)}\else{}\fi
480 \FPifneg{\costest}
481 \ThreeDput[normal={\xH} {\yH} \zH](0,0,\hauteur){%
482 \psline[linestyle=dashed,linecolor=gray](0,0)(\largeur,-\generatrice)}\else{}\fi
483 \ifnum\n<360 \advance\n by \pas
484 \repeat
485 %Dessin des faces de dessus et de dessous
486 %\FPifneg\vz
487 %face de dessous
488 %\ThreeDput[normal=0 0 -1](0,0,0){%
489 %\pscircle[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray](0,0){\R}\rput(0,0){\Large\textbf{\textsf{Dessous}}}}\fi
490 \ThreeDput[normal=1 0 0](0,0,0){%
491 \psaxes(1,10)
492 \rput{90}(0,12){\oeil}%
493 {\boldmath
494 \red
495 \pnode(0,10){V}
496 \uput[0](V){$V$}
497 \pnode(0,5){S}
498 \uput[0](S){$S$}
499 \pnode(-1.5,2.5){I}
500 \uput[180](I){$I$}
501 \qdisk(I){2pt}
502 \pnode(-2,0){P}
503 \uput[135](P){$P$}
504 \pnode(-4.545,0){P'}
505 \uput[135](P'){$P'$}
506 \psset{linecolor=red}
507 \psline(V)(I)(P')
508 \pcline[nodesepB=2,nodesepA=1,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->}(P')(I)
509 \pcline[nodesepB=4,nodesepA=1,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->}(I)(V)
510 \psline[linestyle=dashed](I)(P)}}%
511 \end{pspicture}
512 }
513 \end{center}
514 Il s'agit de d\'{e}terminer en premier, l'intersection de $(VP)$ avec le c\^{o}ne, qu'on appelle $I$ (point d'incidence). Les coordonn\'{e}es de $V$, $S$ et $P$ sont not\'{e}es : $V(0,0,z_V)$, $S(0,0,z_S)$ et $P(x_P,y_P,0)$.
515
516 L'\'{e}quation param\'{e}trique de la droite $(PV)$ s'\'{e}crit $\overrightarrow{IV}=\lambda\overrightarrow{PV}$:
517 \[
518 \left\lbrace
519 \begin{array}{lcl}
520 0-x_I&=&\lambda(0-x_P)\\
521 0-y_I&=&\lambda(0-y_P)\\
522 z_V-z_I&=&\lambda(z_V-0)
523 \end{array}
524 \right.
525 \Longrightarrow
526 \left\lbrace
527 \begin{array}{lcl}
528 x_I&=&\lambda x_P\\
529 y_I&=&\lambda y_P\\
530 z_I&=&(1-\lambda)z_V
531 \end{array}
532 \right.
533 \]
534 On pose :
535 \[
536 r_I^2=x_I^2+y_I^2\quad\textrm{et}\quad r_P^2=x_P^2+y_P^2\quad\textrm{et}\quad |\overrightarrow{OG}|=R
537 \]
538 Le point $I$ appartenant au c\^{o}ne, ses coordonn\'{e}es v\'{e}rifient la relation (th\'{e}or\^{e}me de Thal\`{e}s):
539 \begin{align*}
540 \frac{R}{z_S}&=\frac{r_I}{z_S-z_I}\\
541 \frac{R}{z_S}&=\frac{\lambda r_P}{z_S-(1-\lambda)z_P}\\
542 \lambda&=\frac{R(z_S-z_V)}{r_Pz_S-R z_V}
543 \end{align*}
544 \begin{center}
545 \begin{pspicture}(-4,-1)(6.5,7.75)
546 \pnode(0,10){V}
547 \uput[0](V){$V$}
548 \pnode(0,5){S}
549 \uput[0](S){$S$}
550 \pnode(1.5,2.5){I}
551 \pnode(2,0){P}
552 \pnode(4.545,0){P'}
553 \uput[45](P'){$P'$}
554 \psdots[dotstyle=|](P')
555 \pnode(3,0){G}
556 \pnode(-3,0){G'}
557 \pspolygon[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray!30](G')(G)(S)
558 \psaxes[ticks=none,labels=none]{->}(0,0)(-4,0)(5.5,10.25)
559 \uput[0](5.5,0){$x$}
560 \uput[90](0,10.25){$z$}
561 \uput[45](P){$P$}
562 \uput[-45](G){$G$}
563 \uput[70](I){$I$}
564 \psline(V)(P)
565 \psline(S)(G)
566 \rput(I){%
567 \psline[linestyle=dashed](4;30.96)
568 \uput[15.5](4;30.1){$N$}
569 \rput{-59.036}(0,0){\psframe(0.5,0.5)}
570 \psarc[doubleline=true](0,0){1}{101.31}{120.964}
571 %\psarc[doubleline=true](0,0){1}{-79.09}{-59.036}
572 \psarc[doubleline=true](0,0){1.2}{-59.036}{-39.38}
573 \pnode(1.2;-50){I1}
574 \pnode(1.2;112){I2}
575 \uput[-50](I1){$\varepsilon$}
576 \uput[112](I2){$\varepsilon$}
577 }
578 \rput(P'){\pswedge[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray](0,0){1}{140.175}{180}
579 \uput[160](1;160){$\varepsilon'$}}
580 \rput(S){\psarc[linecolor=gray,linewidth=2\pslinewidth](0,0){1}{-90}{-59.036}
581 \uput[-75](1;-75){$\theta$}}
582 \rput(V){\psarc(0,0){2}{-90}{-78.69}
583 \uput[-80](2;-85){$\beta$}}
584 \psline[linecolor=red](V)(I)(P')
585 \pcline[nodesepB=1.5,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(P')(I)
586 \pcline[nodesepB=4,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(I)(V)
587 \qdisk(I){2pt}
588 \qdisk(P){2pt}
589 \qdisk(S){2pt}
590 \qdisk(V){2pt}
591 \qdisk(P'){2pt}
592 \qdisk(G){2pt}
593 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{|<->|}(0,-0.2)(2,-0.2)
594 \uput[-90](1,-0.2){$r_P$}
595 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{|<->|}(0,-0.8)(3,-0.8)
596 \uput[-90](1.5,-0.8){$R$}
597 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{<->}(1.5,2.5)(0,2.5)
598 \uput[-90](0.75,2.5){$r_I$}
599 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{<->|}(-0.2,0)(-0.2,5)
600 \uput[180](-0.2,2.5){$z_S$}
601 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{<->|}(-1,0)(-1,10)
602 \uput[180](-1,5){$z_V$}
603 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth,linestyle=dashed](1.5,2.5)(1.5,0)
604 \end{pspicture}
605 \end{center}
606 Pour construire le rayon incident, $(P'I)$, $(IV)$ est le rayon r\'{e}fl\'{e}chi, d\'{e}terminons~$\varepsilon'$.
607
608 Un raisonnement g\'{e}om\'{e}trique \'{e}l\'{e}mentaire nous montre que :
609 \[
610 \varepsilon'=90^\circ-2\theta+\beta
611 \]
612 avec
613 \[
614 \beta=\arctan\frac{r_P}{z_V}
615 \]
616 et
617 \[
618 \theta=\arctan\frac{R}{z_S}\quad\textrm{demi-angle au sommet du c\^{o}ne }
619 \]
620 Dans le plan horizontal, les coordonn\'{e}es de $P'$ sont :
621 \[
622 \left\lbrace
623 \begin{array}{lcl}
624 x_{P'}&=&x_I+\dfrac{z_I}{\tan \varepsilon'}\\[0.5cm]
625 y_{P'}&=&y_I+\dfrac{z_I}{\tan \varepsilon'}\\
626 \end{array}
627 \right.
628 \]
629
630 \newpage
631
632 \section{L'anamorphose sph\'{e}rique}
633
634 On place \`{a} l'int\'{e}rieur de la demi-sph\`{e}re l'image telle qu'elle doit \^{e}tre vue par un observateur regardant dans le miroir sph\'{e}rique (on peut la placer \`{a} l'ext\'{e}rieur, mais il faut que les rayons lumineux rencontrent toujours la sph\`{e}re, il faut donc veiller aux dimensions). L'objet anamorphique est <<~l'objet d\'{e}form\'{e}~>> dont le miroir reconstituera les proportions r\'{e}elles.\par Objet et image ob\'{e}issent aux lois de la r\'{e}flexion de l'optique g\'{e}om\'{e}trique :
635 \begin{itemize}
636 \item rayon incident et rayon r\'{e}fl\'{e}chi appartiennent \`{a} un m\^{e}me plan ;
637 \item rayon incident et rayon r\'{e}fl\'{e}chi sont sym\'{e}triques par rapport \`{a} la normale au miroir au point d'incidence.
638 \end{itemize}
639 \begin{center}
640 \psscalebox{0.67}{
641 \begin{pspicture}(-4,-7)(12,4.5)
642 \psset{lightsrc=viewpoint}
643 \psset{viewpoint=-100 -100 100,Decran=173.2}
644 \ThreeDput[normal=0 0 1](0,0,0){%%
645 \psframe*[linecolor=lightgray!25](-5,-14)(5,5)
646 \psgrid[subgriddiv=0,gridcolor=lightgray,gridlabels=0pt](-5,-14)(5,5)
647 \psaxes(0,0)(-5,-14)(5,5)
648 \psset{type=spherical,Rmirror=5}
649 \pscircle[doubleline=true]{5}
650 \multido{\n=-1.00+0.20}{11}{%
651 \pnode(! \n\space -4.80){A}
652 \pnode(! \n\space -3.40){B}
653 \psline(A)(B)
654 \pslineA(A)(B)
655 }%
656 \multido{\N=-4.80+0.20}{8}{%
657 \pnode(!-1.0 \N){A}
658 \pnode(!1.0 \N){B}
659 \pslineA(A)(B)
660 \psline(A)(B)
661 }%
662 \psanamorphosis[scale=0.4 0.4](0,-4){tiger.eps}
663 \pnode(0,-4){A}
664 \pnodeA(0,-4){A'}
665 %\psline(A)(A')
666 }
667 \ThreeDput[normal=-1 0 0](0,0,0){%
668 \pnode(15,5){OE}
669 \pnode(13.2,4.2){OE'}
670 \pnode(5,0.4545){I}
671 \rput{26.5}(OE){\oeil}
672 }
673 \psSolid[object=calottesphere,r=5,opacity=0.5,
674 ngrid=24 36,fillcolor=cyan!50,grid,hollow,
675 incolor=yellow,theta=90,phi=0,action=draw,linecolor=BleuCiel,linewidth=0.5pt](0,0,0)
676 \psline[linecolor=red](A')(I)(OE')
677 \pcline[nodesepB=2.5,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(I)(OE')
678 \pcline[nodesepB=1,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(A')(I)
679 \psline(I)(A)
680 \end{pspicture}
681 }
682 \end{center}
683 L'image non d\'{e}form\'{e}e (celle qui est vue dans le miroir) est plac\'{e}e, dans cet exemple, au centre du miroir. Un rayon incident partant de l'objet anamorphique se r\'{e}fl\'{e}chit sur le miroir et apr\`{e}s r\'{e}flexion parvient \`{a} l'{\oe}il de notre observateur. L'observateur a l'illusion que le rayon provient du point image. Il faut donc reconstruire math\'{e}matiquement la marche d'un tel rayon lumineux en partant de l'image dans le miroir.
684
685 L'observateur est suffisamment \'{e}loign\'{e} du miroir pour pouvoir \^{e}tre consid\'{e}r\'{e} comme ponctuel.
686
687 Soit $P$ un point de l'image, $V$ l'{\oe}il de l'observateur. Tra\c{c}ons un droite $PV$ et d\'{e}terminons le point d'intersection $I$ avec la sph\`{e}re : c'est le point d'incidence.
688 \[
689 V(x_V,y_V,z_V)\quad\text{ et }\quad P(x_P,y_P,0)
690 \]
691 \begin{center}
692 \shorthandoff{!}
693 \begin{pspicture}(-4,-0.5)(8,5.5)
694 \pswedge[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray!30](0,0){2}{0}{180}
695 \psaxes[labels=none,ticks=none]{->}(0,0)(-3,0)(7.5,5)
696 \uput[0](7.5,0){$x$}
697 \uput[90](0,5){$z$}
698 \pnode(1.5,0){P}
699 \pnode(0,0){O}\uput[dl](O){$O$}
700 \pnode(!/alpha 15 def /xI 2 alpha cos mul def /yI 2 alpha sin mul def /beta yI xI 1.5 sub atan def xI yI){I}
701 \psline(P)(I)
702 \rput(I){\pnode(!beta cos 5 mul beta sin 5 mul){V}}
703 \psline[linecolor=red](I)(V)
704 \rput(I){\psarc[doubleline=true](0,0){1}{!alpha}{!beta}
705 \psarc[doubleline=true](0,0){1.2}{!2 alpha mul beta sub}{!alpha}}
706 \uput{1.2}[!alpha beta add 2 div](I){$\varepsilon$}
707 \uput{1.4}[!3 alpha mul beta sub 2 div](I){$\varepsilon$}
708 \pnode(!yI neg xI 2 alpha mul beta sub tan mul add 2 alpha mul beta sub tan div 0){M}
709 \psline[linecolor=red](M)(I)
710 \pcline[nodesepB=0.5,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(M)(I)
711 \pcline[nodesepB=2,linecolor=red,arrowsize=0.175,arrowinset=0.075]{->>}(I)(V)
712 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{<->}(O)(I)
713 \uput[75](1;15){$R$}
714 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{<->}(O)(V)
715 \uput[75](3,2.7){$r_V$}
716 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth]{|<->|}(0,-0.3)(1.5,-0.3)
717 \uput[-90](0.75,-0.3){$r_P$}
718 \rput(I){%
719 \psline[linestyle=dashed](5;15)
720 \uput[15](5;15){$N$}
721 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth,linecolor=gray](1.5;105)
722 \uput[105](1.5;105){$T$}
723 \psline[linewidth=0.5\pslinewidth,linecolor=gray](1.25;-75)
724 \rput{-75}(0,0){\psframe(0.3,0.3)}
725 }
726 \uput[-45](P){$P$}
727 \uput[-45](M){$P'$}
728 \uput[70](I){$I$}
729 \uput[u](V){$V$}
730 \psdot(P)
731 \psdot(I)
732 \psdot(V)
733 \psdot(M)
734 \end{pspicture}
735 \end{center}
736 L'\'{e}quation param\'{e}trique de la droite $(PV)$ s'\'{e}crit $\overrightarrow{IV}=\lambda\overrightarrow{PV}$:
737 \begin{equation}\label{eq:para}
738 \left\lbrace
739 \begin{array}{lcl}
740 x_V-x_I&=&\lambda(x_V-x_P)\\
741 y_V-y_I&=&\lambda(y_V-y_P)\\
742 z_V-z_I&=&\lambda(z_V-0)
743 \end{array}
744 \right.
745 \Longrightarrow
746 \left\lbrace
747 \begin{array}{lcl}
748 x_I&=&x_V(1-\lambda)+\lambda x_P\\
749 y_I&=&y_V(1-\lambda)+\lambda y_P\\
750 z_I&=&z_V(1-\lambda)
751 \end{array}
752 \right.
753 \end{equation}
754 On pose :
755 \[
756 r_V^2=x_V^2+y_V^2+z_V^2\quad\textrm{et}\quad r_P^2=x_P^2+y_P^2
757 \]
758 Le point $I$ appartenant \`{a} la sph\`{e}re, ses coordonn\'{e}es v\'{e}rifient la relation :
759 \begin{equation}\label{eq:sphere}
760 x_I^2+y_I^2+z_I^2=R^2
761 \end{equation}
762 (\ref{eq:para}) en (\ref{eq:sphere})
763 \begin{gather*}
764 \left(x_V+\lambda(x_P-x_V)\right)^2+\left(y_V+\lambda(y_P-y_V)\right)^2+\left((1-\lambda)z_V\right)^2=R^2\\
765 x_V^2+2\lambda x_V(x_P-x_V)+\lambda^2(x_P-x_V)^2+y_V^2+2\lambda y_V(y_P-y_V) +\lambda^2(y_P-y_V)^2+(1-2\lambda+\lambda^2)z_V^2=R^2
766 \end{gather*}
767 Apr\`{e}s d\'{e}veloppement, on obtient l'\'{e}quation du second degr\'{e} en
768 $\lambda$:
769 \begin{gather*}
770 \lambda^2\left((x_P-x_V)^2+(y_P-y_V)^2+z_V^2\right)+2\lambda\left(x_V(x_P-x_V)+y_V(y_P-y_V)-z_V^2\right)+x_V^2+y_V^2+z_V^2-
771 R^2=0\\
772 \lambda^2\left(x_V^2+y_V^2+z_V^2+x_P^2+y_P^2-2x_Px_V-2y_Py_V\right)+2\lambda\left(-x_V^2-y_V^2-z_V^2+x_Px_V+y_Py_V\right)+x_V^2+y_V^2+z_V^2-
773 R^2=0
774 \end{gather*}
775 Comparaison avec
776 \[
777 a\lambda^2+2b'\lambda+c=0
778 \]
779 donne pour le coefficient $a$ de $\lambda^2$ :
780 \[
781 a=x_V^2+y_V^2+z_V^2+x_P^2+y_P^2-2x_Px_V-2y_Py_V
782 \]
783 Pour le coefficient $2b'$ de $\lambda$ :
784 \[
785 2b'=-x_V^2-y_V^2-z_V^2+x_Px_V+y_Py_V
786 \]
787 Pour le coefficient $c$ :
788 \[
789 c=x_V^2+y_V^2+z_V^2-R^2
790 \]
791 Alors
792 \[
793 a\lambda^2+2b'\lambda+c=0
794 \]
795 avec :
796 \[
797 \left\lbrace
798 \begin{array}{lcl}
799 a&=&x_V^2+y_V^2+z_V^2+x_P^2+y_P^2-2x_Px_V-2y_Py_V\\
800 2b'&=&-x_V^2-y_V^2-z_V^2+x_Px_V+y_Py_V\\
801 c&=&x_V^2+y_V^2+z_V^2-R^2
802 \end{array}
803 \right.
804 \]
805 \[\left\lbrace
806 \begin{array}{lcl}
807 a&=&r_V^2+r_P^2-2x_Px_V-2y_Py_V\\
808 2b'&=&-r_V^2+x_Px_V+y_Py_V\\
809 c&=&r_V^2-R^2
810 \end{array}
811 \right.
812 \]
813 La r\'{e}solution de cette \'{e}quation nous donne les solutions classiques:
814 \[
815 \left\lbrace
816 \begin{array}{lcl}
817 \lambda'&=&\dfrac{-b'+\sqrt{\Delta'}}{a}\\[0.5cm]
818 \lambda''&=&\dfrac{-b'-\sqrt{\Delta'}}{a}
819 \end{array}
820 \right.
821 \qquad \Delta'=b'^2-ac
822 \]
823 On retiendra la valeur positive.% et \texttt{Coeff1} dans le programme.
824
825 $(IV)$ repr\'{e}sente le rayon r\'{e}fl\'{e}chi par le miroir. Le rayon incident est d\'{e}fini par la droite sym\'{e}trique de $(IV)$ par rapport \`{a} la normale au miroir en $I$. Je cherche le sym\'{e}trique de $V$, nomm\'{e} $V'$ par rapport \`{a} cette normale $(IN)$. Ce point $V'$ remplit deux conditions :
826 \begin{enumerate}
827 \item $\overrightarrow{IV}+\overrightarrow{IV'}=k\overrightarrow{IN}$
828 \item $\overrightarrow{VV'}.\overrightarrow{IN}=0$
829 \end{enumerate}
830 La normale $(IN)$ a pour vecteur directeur $\overrightarrow{IN}(x_I,y_I,z_I)$
831
832 La premi\`{e}re condition se traduit par :
833 \[
834 \left\lbrace
835 \begin{array}{lcl}
836 x_V-x_I+x_{V'}-x_I&=&kx_I\\
837 y_V-x_I+y_{V'}-y_I&=&ky_I\\
838 z_V-z_I+z_{V'}-z_I&=&kz_I
839 \end{array}
840 \right.
841 \Longrightarrow
842 \left\lbrace
843 \begin{array}{lcl}
844 x_{V'}&=&kx_I+2x_I-x_V\\
845 y_{V'}&=&ky_I+2y_I-y_V\\
846 z_{V'}&=&kz_I+2z_I-z_V
847 \end{array}
848 \right.
849 \]
850 La deuxi\`{e}me par :
851 \[
852 (x_{V'}-x_V)x_I+(y_{V'}-y_V)y_I+(z_{V'}-z_V)z_I=0
853 \]
854 En rempla\c{c}ant $x_{V'}$, $y_{V'}$ et $z_{V'}$ tir\'{e}s de la premi\`{e}re condition dans la deuxi\`{e}me :
855 \begin{gather*}
856 k(x_I^2+y_I^2+y_I^2)+2x_I^2-2x_Vx_I+2y_I^2-2y_Vy_I+2z_I^2-2z_Vz_I=0\\
857 kR^2+2R^2=2(x_Vx_I+y_Vy_I+z_Vz_I)\\
858 k+2=\dfrac{2}{R^2}(x_Vx_I+y_Vy_I+z_Vz_I)
859 \end{gather*}
860 Les coordonn\'{e}es de $V'$ s'en d\'{e}duisent :
861 \[
862 \left\lbrace
863 \begin{array}{lcl}
864 x_{V'}&=&(k+2)x_I-x_V\\
865 y_{V'}&=&(k+2)y_I-y_V\\
866 z_{V'}&=&(k+2)z_I-z_V
867 \end{array}
868 \right.
869 \]
870 Il reste \`{a} trouver l'intersection de $(IV')$ avec le plan horizontal $z=0$.
871
872 \'Equation param\'{e}trique de $(IV')$, $M$ \'{e}tant un point courant : $\overrightarrow{MI}=\alpha\overrightarrow{V'I}$
873 \[
874 \left\lbrace
875 \begin{array}{lcl}
876 x_I-x&=&\alpha(x_I-x_{V'})\\
877 y_I-y&=&\alpha(y_I-y_{V'})\\
878 z_I-z&=&\alpha(z_I-z_{V'})
879 \end{array}
880 \right.
881 \]
882 $z=0\Longrightarrow \alpha=\dfrac{z_{I}}{z_I-z_{V'}}$.
883
884 En rempla\c{c}ant $\alpha$ par son expression, nous obtenons les coordonn\'{e}es du point $P'$ de l'objet anamorphique.
885 \[
886 \left\lbrace
887 \begin{array}{lcl}
888 x_{P'}&=&x_I-\alpha(x_I-x_{V'})\\
889 y_{P'}&=&y_I-\alpha(y_I-y_{V'})\\
890 z_{P'}&=&0
891 \end{array}
892 \right.
893 \]
894 Cette s\'{e}rie de calculs doit \^{e}tre appliqu\'{e}e \`{a} tous les points de l'image <<~normale~>> afin d'obtenir l'objet anamorphique (d\'{e}form\'{e}) dont le miroir <<~redressera~>> la forme.
895
896 \textbf{Remarque} : l'image doit se former du c\^{o}t\'{e} de l'observateur \`{a} l'int\'{e}rieur du miroir, plus pr\`{e}s du bord du miroir que du centre. Si on d\'{e}place le point $P$ vers $O$, il arrive un moment o\`{u} le rayon r\'{e}fl\'{e}chi part au-dessus de l'horizontale et ne rencontre plus le plan horizontal. L'anamorphose n'est plus possible et pour les calculs c'est le CRASH !
897
898 \newpage
899
900 \section{La perspective}
901
902 Dans le livre de Jurgis Baltru\v{s}a\"{\i}tis\footnote{ \textit{Anamorphoses : les perspectives d\'{e}prav\'{e}es} en livre de poche chez Flammarion.}, on trouve le principe de la <<~\textit{costruzione legittima}~>> avec un sch\'{e}ma de L\'{e}onard de Vinci (1492) et des sch\'{e}mas anamorphiques de Niceron (1658). Je cite page 58 :
903 \begin{quote}\itshape
904 <<~Rappelons en quelques mots quels ont \'{e}t\'{e} le proc\'{e}d\'{e}s utilis\'{e}s par les artistes pour l'ordonnancement de leurs tableaux en perspective normale. La premi\`{e}re ligne trac\'{e}e est celle de l'horizon \`{a} la hauteur de l'\oe{}il. Deux points y sont ensuite fix\'{e}s : au milieu le point principal vers o\`{u} convergent toutes les lignes droites parall\`{e}les qui s'\'{e}loignent en profondeur ; sur la m\^{e}me horizontale et \`{a} la m\^{e}me distance du point principal que l'\oe{}il, en face de la composition -- le point de distance, vers lequel convergent les diagonales.~>>
905 \end{quote}
906 \begin{center}
907 \begin{pspicture}(-5,-3)(5,14.25)
908 \psset{ua=2,F=10,D=4,type=perspective}
909 \psframe*[linecolor=BleuCiel](-5,10)(5,13)
910 \psframe*[linecolor=OrangePale](-5,2)(5,10)
911 \psline[arrowinset=0,arrowsize=2mm]{->}(0,14)
912 \psline[arrowinset=0,arrowsize=2mm]{->}(7,0)
913 \uput[0](7,0){$x$}
914 \uput[90](0,14){$y$}
915 \psline(-5,2)(5,2)
916 \pnode(4,10){F'}
917 \pnode(0,10){F}
918 \uput[ul](F){${F}$}
919 \uput[ur](F'){${F'}$}
920 \rput(0,12){\multido{\n=22.5+45.0}{8}{%
921 \psline[linecolor=yellow](1;\n)}%
922 \pscircle[linestyle=none,fillstyle=gradient,gradmidpoint=0,gradend=yellow,gradbegin=gray]{0.5}}
923 \multido{\i=-2+1}{5}{%
924 \pnode(! \i\space -2){A}
925 \pnode(! \i\space 2){B}
926 \psline(A)(B)
927 \pslineA(A)(B)
928 }%
929 \multido{\i=-2+1}{5}{%
930 \pnode(!-2 \i){A}
931 \pnode(!2 \i){B}
932 \pslineA[linecolor=blue](A)(B)
933 \psline[linecolor=blue](A)(B)
934 }%
935 \pnode(0,0){O}
936 \pnodeA(0,0){O'}
937 \pnode(-2,2){A}
938 \pnodeA(-2,2){A'}
939 \pnode(2,2){B}
940 \pnodeA(2,2){B'}
941 \pnode(-2,-2){C}
942 \pnodeA(-2,-2){C'}
943 \pnode(2,-2){D}
944 \pnodeA(2,-2){D'}
945 \pnode(-1,-1){M1}
946 \pnodeA(-1,-1){M1'}
947 \pnode(-1,1){M2}
948 \pnodeA(-1,1){M2'}
949 \pnode(-1,0){N1}
950 \pnodeA(-1,0){N1'}
951 \pnode(-1,2){P}
952 \pnodeA(-1,2){P'}
953 \pnode(-2,0){N2}
954 \pnodeA(-2,0){N2'}
955 \pnode(-2,1){N3}
956 \pnodeA(-2,1){N3'}
957 \pnodeA(-2,-1){S'}
958 \pnode(0,2){Q}
959 \pnode(1,2){R}
960 \psline(A)(F)(B)
961 \psline[linecolor=red](A)(F')
962 \psline[linecolor=red](P)(F)
963 \psline[linecolor=lightgray](P)(F')
964 \psline[linecolor=lightgray](Q)(F')
965 \psline[linecolor=lightgray](R)(F')
966 \psline[linecolor=lightgray](S')(F')
967 \psline[linecolor=lightgray](N2')(F')
968 \psline[linecolor=lightgray](N3')(F')
969 \uput[dl](A){${A}$}
970 \uput[dr](B){${B}$}
971 \uput[ul](A'){${A'}$}
972 \uput[ur](B'){${B'}$}
973 \uput[dl](C){${C}$}
974 \uput[dr](D){${D}$}
975 \uput[ul](P){${P}$}
976 \uput[u](P'){${P'}$}
977 \uput[ul](C'){${C'}$}
978 \uput[ur](D'){${D'}$}
979 \uput[dl](O){${O}$}
980 \uput[dr](O'){${O'}$}
981 \psline{<->|}(-3,2)(-3,10)
982 \uput[l](-3,6){$f$}
983 \pcline{|<->|}(F)(F')
984 \uput[u](2,10){$e$}
985 \psdots(A)(B)(C)(D)(A')(B')(C')(D')(P)(P')(F)(F')(O)(O')
986 \psdots[linecolor=blue](N1)(N1')
987 \uput[dl](N1){$\blue {N_1}$}
988 \uput[dl](N1'){$\blue {N_1'}$}
989 \psdots[linecolor=gray](M2)(M2')
990 \uput[dr](M2){\tiny $\gray {(X,Y)}$}
991 \uput[dr](M2'){\tiny $\gray {(x',y')}$}
992 \psdots[linecolor=red](M1')
993 \uput[dr](M1'){\tiny $\red {(\alpha_1,\beta_1)}$}
994 \end{pspicture}
995 \end{center}
996
997 \newpage
998
999 Exemples :
1000 \begin{itemize}
1001 \item $A\longrightarrow A'$
1002 \item $B\longrightarrow B'$
1003 \item $C\longrightarrow C'$
1004 \item $D\longrightarrow D'$
1005 \item $O\longrightarrow O'$
1006 \item $M_1\longrightarrow M_1'$
1007 \item $M_2\longrightarrow M'_2$
1008 \end{itemize}
1009 D\'{e}terminons les coordonn\'{e}es $(\alpha_1,\beta_1)$ de l'intersection de $(PF)$ avec $(AF')$.
1010
1011 Posons que les coordonn\'{e}es des points essentiels sont :
1012 \begin{itemize}
1013 \item $F(0,f)$
1014 \item $F'(e,f)$
1015 \item $A(-a,a)$
1016 \item $B(a,a)$
1017 \item $C(a,-a)$
1018 \item $D(-a,-a)$
1019 \item $P(X,a)$
1020 \end{itemize}
1021 \'Equation de $(AF')$ :
1022 \[
1023 \frac{y-f}{x-e}=\frac{a-f}{-a-e}\Longrightarrow x(a-f)+y(a+e)-a(f+e)=0
1024 \]
1025 \'Equation de $(PF)$ :
1026 \[
1027 \frac{x-0}{y-f}=\frac{X-0}{a-f}\Longrightarrow x(a-f)-yX+fX=0
1028 \]
1029 Intersection $(PF)\bigcap (AF')$
1030 \[
1031 \alpha_1=\frac{Xe}{X+a+e}\qquad\beta_1=\frac{a(f+e)+fX}{X+a+e}
1032 \]
1033 Si on prend maintenant, un point d'ordonn\'{e}e $Y\neq X$ par exemple $N_1$ dont l'image $N'_1$ se situe toujours sur $(PF)$, mais \`{a} l'intersection de $PF$ avec la parall\`{e}le \`{a} $x'Ox$ men\'{e}e par le point-image du point de coordonn\'{e}e $(Y,Y)$ (ici $O'$ qui est l'image de $O(0,0)$).
1034
1035 Il s'agit de d\'{e}terminer l'intersection de $(PF)$ avec la droite d'\'{e}quation :
1036 \[
1037 y=\beta_2=\frac{a(f+e)+fY}{Y+a+e}
1038 \]
1039 Apr\`{e}s calculs et simplifications, on trouve pour l'abscisse :
1040 \[
1041 \alpha_2=\frac{Xe}{Y+a+e}
1042 \]
1043 En r\'{e}sum\'{e} si dans le rep\`{e}re $Oxy$, on appelle $({\red X},{\red Y})$ les coordonn\'{e}es d'un point-objet et $({\blue x'},{\blue y'})$ les coordonn\'{e}es du point image dans la transformation \textit{anamorphose oblique} ou \textit{perspective}, les formules qui permettent de passer de l'objet \`{a} l'image s'\'{e}crivent :
1044 \[
1045 \left\lbrace
1046 \begin{array}{lcl}
1047 {\blue x'}&=&\displaystyle\frac{{\red X}e}{{\red Y}+a+e}\\[0.5cm]
1048 {\blue y'}&=&\displaystyle\frac{a(f+e)+f{\red Y}}{{\red Y}+a+e}
1049 \end{array}
1050 \right.
1051 \]
1052 \end{document}

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