Простейший способ формирования изображения состоит в использовании камеры-обскуры, в конструкцию которой входит микроотверстие О в передней части ящика и плоскость изображения в задней части ящика (рис. 24.1). Мы будем использовать трехмерную систему координат с началом координат в точке О и рассматривать точку Ρ в сцене, имеющую координаты (X, Y, Z). Точка ρ проектируется в точку Р' на плоскости изображения с координатами (x,y, z). Если f — расстояние от микроотверстия до плоскости изображения, то с помощью теоремы подобия треугольников можно получить следующие уравнения:

Рис. 24.1. Геометрия формирования изображения в камере-обскуре

Эти уравнения определяют процесс формирования изображения, называемый перспективной проекцией. Заслуживает внимания то, что значение координаты ζ находится в знаменателе, а это означает, что чем дальше объект, тем меньше его изображение. Кроме того, наличие знака "минус" означает, что изображение инвертировано, т.е. повернуто на 180° по сравнению с самой сценой.

При перспективной проекции параллельные линии сходятся в одной точке на горизонте (достаточно представить себе уходящие вдаль железнодорожные рельсы).