Question

我想将3D图像放置在世界/全球坐标的场景中。我有一个场景的图像。图像是在某个全局坐标（x1，y1，z1）处捕获的。我有一个对象需要根据其全局坐标（x2，y2，y3）放入此场景。与透视投影类似，需要将该对象精确地投影到场景中。

一个例子可能有助于明确这一点。想象一下，有一个停车场有一些全球坐标。拍摄了一部分停车场的照片。记录拍摄图像的点的坐标。目标是使用该车辆的全局坐标将虚拟车辆放入该图像中。因为车辆的全局坐标可能不在图像的全局坐标的fov中，所以我假设我将需要图像坐标，角度和可能的fov。

3D图形不是我的区域所以我一直在关注http://en.wikipedia.org/wiki/Perspective_projection#Perspective_projection。我一直在看Matrix3DProjection，这似乎可能是我正在寻找的，但它只适用于Silverlight，我试图在WPF中这样做。在我看来，似乎我需要确定图像的fov中的（X，Y，Z）坐标，确定世界坐标到像素转换然后准确地将车辆投影到图像中，从而给出正确的透视图，使得看起来是3D，越小越近越近

WPF中是否有一个可以帮助解决此问题的功能，还是需要重新学习矩阵并手动执行此操作？

Answer 1

我不确定我理解为什么这很困难。如果我理解正确，您需要做的就是在Model3D对象上设置变换。我假设您已经为您的汽车模型（Model3DGroup或GeometryModel3D）提供了Model3D对象。以下是将其与场景图像结合使用的方法：

使用代表您的汽车模型的Model3D上方便的任何坐标，然后添加一个由ScaleTransform3D，RotateTransform3D和TranslateTransform3D组成的Transform3DGroup来调整汽车模型的大小和位置
为场景创建GeometryModel3D，使用ImageBrush作为材质，使用简单的矩形Geometry3D，以及由ScaleTransform3D，TranslateTransform3D，RotateTransform3D和TranslateTransform3D组成的Transform3DGroup来调整场景的大小和位置（请参阅代码以下评论详情）
使用PerspectiveCamera构建一个Viewport3DVisual并包含一个Model3DVisual，其中包含一个Model3DGroup，其中包含一个AmbientLight以及在步骤1和2中创建的模型

所以XAML会是这样的：

...
<Viewport3DVisual>

  <!-- the camera -->
  <Viewport3DVisual.Camera>
    <PerspectiveCamera ... camera parameters ... />
  </Viewport3DVisual.Camera>

  <ModelVisual3D>
    <ModelVisual3D.Content>
      <Model3DGroup>

        <!-- the light -->
        <AmbientLight ... light parameters ... />

        <!-- the car model -->
        <Model3DGroup>
          <Model3DGroup.Transform>
            <Transform3DGroup>
              <ScaleTransform3D    ... scale car to proper size ... />
              <RotateTransform3D   ... face car in proper direction ... />
              <TranslateTranform3D ... move car to proper global coordinates ... />
            </Transform3DGroup>
          </Model3DGroup.Transform>

          ... GeometryModel3D or Model3DGroup for the car model goes here ...

        </Model3DGroup>

        <!-- the scene image -->
        <GeometryModel3D>

          <GeometryModel3D.Material>
            <ImageBrush ImageSource=... scene image ... />
          </GeometryModel3D.Material>

          <GeometryModel3D.Geometry>
            <MeshGeometry3D Positions="0,0,0 1,0,0 1,1,0 0,1,0" Indices="0,1,2 2,3,0" />
          </GeometryModel3D.Geometry>

          <GeometryModel3D.Transform>
            <Transform3DGroup>
              <ScaleTransform3D     ... scale scene to apparent size ... />
              <TranslateTransform3D ... translate scene along Z axis to apparent distance from camera ... />
              <RotateTransform3D    ... rotate distanced scene to original camera orientation ... />
              <TranslateTransform3D ... move to global coordinates of original camera location ... />
            </Transform3DGroup>
          </GeometryModel3D.Transform>

        </GeometryModel3D>

      </Model3DGroup>
    </ModelVisual3D.Content>
  </ModelVisual3D>
</Viewport3DVisual>

请注意，您的场景图像是使用明显的大小和距离而不是视野来设置的。为场景图像选择一个较大的视距，使其始终位于汽车模型后面。像这样计算表观大小：

var verticalFieldOfView = 60.0;    // Degrees
var horizontalFieldOfView = 60.0;  // Degrees
SceneApparentDistance = 1000.0;    // In global coordinate units

SceneApparentHeight = image.Height * SceneApparentDistance * Math.Tan(verticalFieldOfView * Math.Pi/180));
SceneApparentWidth = image.Width * SceneApparentDistance * Math.Tan(horizontalFieldOfView * Math.Pi/180));

仅根据世界坐标将对象投影到场景中

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