Question

为了模拟我正在设计的基于激光的传感器，我想验证一个表面上投射的四个点是如何从相机中出现的。所以我承诺实现Graphics3D可视化。

可视化将4个激光器放置成金字塔状排列，相机20厘米，两侧观察激光器的投影。我的笔记本代码产生两个视图：一个在传感器将在其内操作的房间外，另一个视图点代表与激光一起旋转的相机。可以使用滑块控制相机 - 激光器系列的欧拉角和x，y，z坐标。

我的问题是在模拟中摄像机是自动定向的。因此，Mathematica正在调整视点，因此不会再现真实物理相机的视图。如果相机和激光器一起旋转而不是Psi中的旋转会导致相机与激光器一起旋转，并且视图应保持不变。同样，x和y的移动不应该使相机抖动。

如何控制相机方向以产生更连贯的模拟？

笔记本代码是：

 \[Delta] = N[(38*Degree)/2]; 
 PointPlaneIntersection[{{x1_, y1_, z1_}, 
      {x2_, y2_, z2_}, {x3_, y3_, z3_}}, 
     {{x4_, y4_, z4_}, {x5_, y5_, z5_}}] := 
    Module[{t = -Det[{{1, 1, 1, 1}, {x1, x2, x3, x4}, 
           {y1, y2, y3, y4}, {z1, z2, z3, z4}}]/
        Det[{{1, 1, 1, 0}, {x1, x2, x3, x5 - x4}, 
          {y1, y2, y3, y5 - y4}, {z1, z2, z3, 
           z5 - z4}}]}, Point[{x4 + t*(x5 - x4), 
       y4 + t*(y5 - y4), z4 + t*(z5 - z4)}]]; 
 UnitSpherePoint[azimuth_, polar_] := 
    {Cos[azimuth]*Sin[polar], Sin[azimuth]*Sin[polar], 
     Cos[polar]}; 
 Manipulate[rx := RotationMatrix[\[Theta], {1, 0, 0}]; 
    ry := RotationMatrix[\[Phi], {0, 1, 0}]; 
    rz := RotationMatrix[\[Psi], {0, 0, 1}]; 
    line1 = {{x, y, z}, rx . ry . rz . UnitSpherePoint[0, 
         Pi + \[Delta]] + {x, y, z}}; 
    line2 = {{x, y, z}, rx . ry . rz . UnitSpherePoint[
         Pi/2, Pi + \[Delta]] + {x, y, z}}; 
    line3 = {{x, y, z}, rx . ry . rz . UnitSpherePoint[
         Pi, Pi + \[Delta]] + {x, y, z}}; 
    line4 = {{x, y, z}, rx . ry . rz . UnitSpherePoint[
         3*(Pi/2), Pi + \[Delta]] + {x, y, z}}; 
    cline = {{x + 0.2, y, z}, 
      rx . ry . rz . UnitSpherePoint[0, Pi] + 
       {x + 0.2, y, z}}; roomplane := 
     {{0, 0, 0}, {30, 0, 0}, {0, 15, 0}}; 
    Scene := Graphics3D[{Red, Opacity[1], 
       PointPlaneIntersection[roomplane, line1], 
       PointPlaneIntersection[roomplane, line2], 
       PointPlaneIntersection[roomplane, line3], 
       PointPlaneIntersection[roomplane, line4], White, 
       Opacity[0.1], Cuboid[{0, 0, 0}, {30, 15, 6}]}, 
      Boxed -> False, Lighting -> "Neutral"]; 
    Grid[{{Show[Scene], Show[Scene, ViewVector -> cline, 
        ViewAngle -> 64*Degree, RotationAction -> 
         "Clip"]}}], {{x, 15}, 0, 30}, {{y, 7.5}, 0, 15}, 
   {{z, 3}, 0, 6}, {{\[Theta], Pi}, 0, 2*Pi}, 
   {{\[Phi], Pi}, 0, 2*Pi}, {{\[Psi], Pi}, 0, 2*Pi}]

Answer 1

我猜你完全清楚，你需要以某种方式指定相机的位置，方向和视角。在典型的Mathematica方式中，您可以通过指定相关选项的百万个不同子集来实现此目的。以下是我将如何做到这一点：

首先，相机位置。这可以在图形坐标（ViewVector）中指定，也可以相对于边界框（{{1}}）指定。这些都应该有效。在指定相机位置时，请记住，当您远离ViewPoint时，透视效果会减弱。

相机方向由ViewCenter（指定相机方向的2度）和ViewCenter（在2D投影中最终垂直的方向）定义。如果您指定了ViewVertical，则ViewCenter通常会很好。

最后，PlotRange通常适用于Automatic，如果您的定义明确ViewAngle，但如果您要移动，则可能需要将PlotRange设置为true你的主题。

所有视图几何体选项都列在here中，但我猜SphericalRegion是我唯一没有提及的那个:)。据我所知，你只需要指定ViewRange？

Answer 2

我认为您需要做的就是不使用ViewVector选项，而是设置

ViewPoint -> {x, y, z}

一些摇晃是由于激光/平面交叉点移出房间太远。最好以某种方式截断这些。

除此之外：您的代码计算rx . ry . rz五次，最好一次计算并保存。

如何在Graphics3D中精确定位相机？

2 个答案: