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GeoGebraTarefa

Cambio de vista

Esta actividad pertenece al libro de GeoGebra Correcaminos (bip, bip). Ya estamos preparados para cambiar el punto de vista. Es decir, para sustituir el sistema de referencia de los ejes cartesianos, con vectores canónicos i j k, por el sistema de referencia local TNB del triedro de Frenet. Puedes consultar todo lo relativo a un cambio de sistema de referencia 3D en este libro GeoGebra . Al iniciarse, en la construcción está activada la casilla Vista local. Ahora, el punto que se desplaza por la curva permanece fijo en la vista 3D, exactamente en el centro de coordenadas (0, 0, 0), mientras que es toda la curva la que se mueve en su lugar. Observa que lo mismo sucede en su proyección en la vista 2D (en esta vista hemos conservado, a la izquierda, la proyección global para poder apreciar la diferencia). Para conseguir esa transformación, hemos realizado los siguientes pasos:
  1. Definimos la matriz de rotación M = Mz My Mx, donde: Mz es la matriz de rotación del ángulo -arg(T) alrededor del EjeZ. My matriz de rotación del ángulo alt(T) alrededor del EjeY. Mx matriz de rotación del ángulo Si(arg(aux) < 0, π + alt(aux), -alt(aux)) alrededor del EjeX, donde aux es el vector auxiliar definido como:

    Rota(Rota(N, -arg(T), EjeZ), alt(T), EjeY)

    En el caso de que viajemos por la superficie, sustituiremos N por normal T.
  2. Sometemos todos los puntos P que queremos mostrar a la isometría, compuesta de rotación y traslación, que transforma P en P' = (P - C) M. Por ejemplo, la curva c mostrada, parametrizada por f(t), pasa a ser:

    c' = Curva((f(t) - C) M, t, t1, t2)

    En el caso de una superficie sup, parametrizada por F(u, v), obtendríamos:

    sup' = Superficie((F(u, v) - C) M, u, u1, u2, v, v1, v2)

    Observemos que esta transformación lleva C al origen de coordenadas, pues C - C = (0, 0, 0). Igualmente, hace coincidir los vectores TNB con la base canónica i j k (en el caso de elegir viajar por la superficie, será el vector normal el que coincida con k).
Ahora solo queda adecuar el escenario al punto de vista local. En primer lugar, observa en la construcción que la curva no se ve como es habitual en la vista 3D. Esto sucede porque hemos cambiado el modo de representación de este escenario, pasando de la proyección ortográfica (por defecto) a la proyección en perspectiva (a una distancia de 250), lo que ayudará a representar la visión local. Para que la dirección de la mirada del observador coincida con la del movimiento (recordemos que el vector T ahora sustituye al vector i) al activar las casillas Surf y Surf (frente) se ejecuta la siguiente instrucción: DirecciónVista(Vector((1,0,0)), false). Por último, reducimos el escenario hasta tener el origen de coordenadas justo delante, al activar la casilla Surf:

ZoomAcerca(-0.45, -2, -0.7, 2, 2, 1)

o incluso hasta perderlo de vista, como si estuviésemos justo encima de él, mirando al frente, al activar la casilla Surf (frente):

ZoomAcerca(-0.3, -2, -0.7, 2, 2, 1)

Autor de la actividad y construcción GeoGebra: Rafael Losada.