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向量內積也可以應用在臉部辨識。首先辨識機器根據被辨識人的臉部特徵建構一個特徵圖 形(如下圖) 。以後要辨識時以鼻樑為起點,各臉部特徵點為終點,形成許多特徵向量,

在文檔中 課程手冊 (頁 95-98)

D: 長 E:正方

3. 向量內積也可以應用在臉部辨識。首先辨識機器根據被辨識人的臉部特徵建構一個特徵圖 形(如下圖) 。以後要辨識時以鼻樑為起點,各臉部特徵點為終點,形成許多特徵向量,

再計算各向量內積值的差異。

http://3smarket-info.blogspot.tw/2016/05/blog-post_501.html

例如以向量內積辨識下圖之中兩個矩形的相似度。進行特徵比對程序時,特徵向量間的差異 值是比對的主要依據。假設左邊正方形是内建圖形,右邊長方形是要比對的特徵圖形。首先 算出:

2 45 2 cos 1

1  o

OX

OA

2 30 3 cos 1

1 o

1OX    

OA

歐幾里德距離法在距離測量方面是最常用來計算差異值的方法,其計算式為

其中 ck為特徵向量內積值,ik 為對應的內建向量內積值。兩向量之間的差異,計算後所得到 的值越小代表兩向量差異量越小,也就是兩圖形相似度越高。

n

k

k k

E c i

d

1

)2

(

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4. 帆船或風浪板的推動力來自風帆,風帆產生推力 Fp(push),但是因為舵(rudder)控 制了行進方向,船隻只能朝著特定方向前進。船隻在行進方向所受的推力Fs是由風帆供應 的,Fs分解成互相垂直的分量FpFv,其中Fv會對船體產生側向力,造成船身傾斜,如 下圖。

這就是為什麼航行中的帆船經常是斜的,如下圖。造成傾斜是因為帆之受力位置在船身之 上,因此產生力矩,該力矩可由船體下方之加重龍骨或有船員之重量加以抵銷,避免造成 船體翻覆。【由澎湖科技大學通識中心侯建章助理教授提供,他曾獲得亞洲風浪板巡迴賽 壯年組冠軍】

F

s

F

p

F

v

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由此可見,帆船的行進方向只能「順風」:給定Fp之後,F 只能落在s Fp之方向的某 個角度範圍內。這個天然限制,使得帆船的航行「大方向」與季節有關。這個話題,可以 跟歷史、地理、地球科學跨領域連結。

評量

本單元的評量盡量從建築、藝術與生活應用的角度讓學生體會向量的功用。舉例時兩向量 夾角先從學生熟悉的特別角入手,練習與測驗時可用一般角,並搭配計算機計算。

G-11B-3 平面上的比例:生活情境與平面幾何的比例問題(在設計和透視上)。 g-V-4 先備:相似形(S-9-1)、平行線截比例線段(S-9-3)、數列與級數(N-10-6)。

連結:按比例成長模型(F-11B-2)。 基本說明

1. 與 A 類課程的差異

本課程意欲藉此條目讓學生統整複習幾何知識,以及使用「比例」解決問題的意識和 能力。並欲使學生藉由平面幾何的比例認知,增進其藝術設計方面的欣賞與應用能力。

此條目所指的平面幾何,包含在生活經驗範圍內的空間中的平面幾何。此條目所指的 比例,包括百分比、比例式、三角比。

2. 相關約定

可告知錐體的體積公式。

3. 學習目標

(1) 透過平面幾何的比例問題讓學生理解生活情境中幾何的應用。

(2) 理解平行線截取等比例線段性質,並進而利用單點透視法與繪製透視圖,並能計算在 空間中同一物體在不同距離的大小比例。

(3) 能認識黃金比例和費波納西數列之歷史與應用,並透過實際作圖畫出等角螺線以理解 其比例之美。

(4) 在連結生活經驗的前提之下,對於在 S-11B-1 條目中統整複習的幾何形體,整合運用 基本的比例方法(包括三角比),處理一些量化的問題。

4. 教學斟酌

(1) 雖然本單元主題為平面上的比例,並非只介紹平面圖形,而是應含括如何將三度空間 的立體形狀轉化為二度空間的平面圖形,以符合視覺經驗。

(2) 7 年級學過三視圖,可設計此條目的教學與其連結。

(3) 利用單點透視,理解人類視覺的幾何成像模式。可以搭配實際作圖練習尋找消失點。

(4) 藉由古希臘的中外比(黃金比例)和中世紀費波納西的兔子繁殖問題兩者的共通性,

讓學生理解數學之奧妙。費波納西數列前後項比值所牽涉到的極限概念僅需直觀性理 解,無需證明。

(5) 透過幾何作圖畫出等角(對數)螺線,並與「按比例成長模型」單元相互呼應。

(6) B 類課程是部分學生所受的最後一門正式數學教育,在設計的理念上,宜搭配課綱條 目而為學生統整複習,更完善地準備其數學素養。以本條目而言,可擴及生活中(例 如建築、裝飾和商業設計中)常見形體所衍生的平面圖形,用基本的比例方法處理關 於這些形體的量化問題。

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條目範圍

在文檔中 課程手冊 (頁 95-98)