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과학

무게중심 좌표

무게중심 좌표과학
영어
Barycentric coordinates
삼각형의 정규화
λ₁ + λ₂ + λ₃ = 1
점의 표현
p = λ₁a + λ₂b + λ₃c
무게중심의 정규화 좌표
(1/3, 1/3, 1/3)
무게중심 좌표는 기준 삼각형 등의 꼭짓점에 대한 가중 결합으로 점의 위치를 나타내는 좌표다. 삼각형에서는 합이 1인 세 계수로 점을 나타낼 수 있으며, 계수의 부호를 통해 내부와 경계 및 외부를 구분할 수 있다.

꼭짓점에 대한 가중치

한 직선에 놓이지 않은 세 꼭짓점 a와 b와 c를 고른다. 같은 평면의 점 p를 세 점의 아핀 결합으로 나타내면 합이 1인 계수들이 정규화된 무게중심 좌표다. 이 좌표에서 꼭짓점 a는 (1, 0, 0), b는 (0, 1, 0), c는 (0, 0, 1)이다.

위치를 계산하는 예

a = (0, 0), b = (6, 0), c = (0, 3)일 때 좌표 (1/2, 1/3, 1/6)은 점 (2, 1/2)을 나타낸다. 두 번째 계수가 x방향의 6에, 세 번째 계수가 y방향의 3에 곱해진 결과다. 좌표 세 개를 원래 평면의 x와 y좌표로 그대로 읽어서는 안 된다.

내부와 경계

정규화한 세 계수가 모두 양수이면 삼각형 내부의 점이며, 모두 0 이상이면 경계를 포함한 삼각형 안에 있다. 한 계수가 0이면 그 꼭짓점의 반대편 변을 포함하는 직선 위에 놓인다. 나머지 계수도 0 이상이어야 실제 변의 선분 위라는 결론을 얻는다.

비례 표기와 정규화

무게중심을 (1 : 1 : 1)처럼 비례값으로 나타내는 관례도 있다. 유한한 점을 나타내는 비례값들의 합이 0이 아니면 그 합으로 나누어 합이 1인 좌표로 바꿀 수 있다. 정규화 좌표와 비례 표기를 섞어 계산하지 않도록 어떤 관례를 쓰는지 확인해야 한다.

관련 문서

아핀 결합 / 볼록 결합 / 삼각형 / 무게중심 / 단체 (기하학) / 아핀 공간