Hausaufgabe perspektivische Projektion und Tests

matrixmania/compute.py

@@ -53,6 +53,35 @@ def project_ortho(
     return (x * scale, y * scale)
 
 
+# ============================================================
+# NEU: HAUSAUFGABE – PERSPEKTIVISCHE PROJEKTION
+# ============================================================
+
+def project_perspective(
+    point: tuple[float, float, float],
+    focal_length: float = 1,
+    camera_distance: float = 4.0 ,
+    scale: float = 1,
+) -> tuple[float, float]:
+    """Projiziert einen 3D-Punkt perspektivisch auf die 2D-Ebene."""
+
+    x, y, z = point  # NEU: 3D-Koordinaten auslesen
+
+    distance = z + camera_distance  # NEU: Entfernung berechnen
+
+    if distance == 0:  # NEU: Division durch null verhindern
+        raise ValueError("Der Punkt liegt auf der Kameraebene.")
+
+    x_new = (x * focal_length / distance) * scale  # NEU: x projizieren
+    y_new = (y * focal_length / distance) * scale  # NEU: y projizieren
+
+    return (x_new, y_new)  # NEU: 2D-Koordinaten zurückgeben
+
+# ============================================================
+# ENDE DER NEUEN HAUSAUFGABE
+# ============================================================
+
+
 def matmul(
     a: list[list[float | int]],
     b: list[list[float | int]],
@@ -137,3 +166,11 @@ if __name__ == "__main__":
 
     print("\n3D-Rotation um die Z-Achse:")
     print(tabulate(rot_3D(math.pi / 2, "z")))
+
+    # NEU: HAUSAUFGABE – Perspektivische Projektion testen
+    print("\nPerspektivische Projektion:")
+    print(project_perspective((1.0, 2.0, 3.0)))
+
+    # NEU: HAUSAUFGABE – Perspektivische Projektion mit Skalierung testen
+    print("\nPerspektivische Projektion mit Skalierung 100:")
+    print(project_perspective((1.0, 2.0, 3.0), scale=100))

test/test_matrixmania/test_projection.py

@@ -1,5 +1,7 @@
 
-from matrixmania.compute import project_ortho
+import pytest
+
+from matrixmania.compute import project_ortho, project_perspective
 
 
 def test_project_ortho_default():
@@ -24,3 +26,27 @@ def test_project_ortho_scale_100():
 
     # Assert
     assert result == expected
+
+
+def test_project_perspective_default():
+    # Arrange
+    point = (1.0, 2.0, 3.0)
+    expected = (1.0 / 7.0, 2.0 / 7.0)
+
+    # Act
+    result = project_perspective(point)
+
+    # Assert
+    assert result == pytest.approx(expected)
+
+
+def test_project_perspective_focal_length_2_scale_100():
+    # Arrange
+    point = (1.0, 2.0, 3.0)
+    expected = ((1.0 * 2.0 / 7.0) * 100, (2.0 * 2.0 / 7.0) * 100)
+
+    # Act
+    result = project_perspective(point, focal_length=2.0, scale=100)
+
+    # Assert
+    assert result == pytest.approx(expected)