在格子

Question

使用rgl以交互方式选择合适的视点然后在lattice 3d图中采用相同的方向将会很方便。例如，给出以下使用非信息性观点的情节。

library(lattice)
wireframe(volcano, screen = list(x=0, y=0, z=0))

可以在rgl

中打开相同的内容

library(rgl)
persp3d(volcano)
view3d(0, 0)

交互式地，可以轻松地将绘图旋转到信息丰富的视图。

可以通过

提取给出当前rgl视点的矩阵

p <- par3d()
p$userMatrix

如何将此矩阵转换为相应的x，y，z screen参数以复制格子中的视图？

更新1

我在下面尝试了42的转换。代码显示了rgl图和每行的相应晶格图。如果我正确实现了它（参见下面的代码），似乎仍然存在问题。

# convert rgl viewpoint into lattice 
# screen orientation
rgl_to_lattice_viewpoint <- function()
{
  p <- par3d()
  rotm <- p$userMatrix
  B = 360*atan(rotm[1,2]/rotm[2,2])/(2*pi)
  P = 360*asin(-rotm[3,2])/(2*pi)
  H = 360*atan(rotm[3,1]/rotm[3,3])/(2*pi)
  list(x=-B, y=-P, z=-H)
}


# read and plot PNG image 
plot_png <- function(f)
{
  img <- readPNG(f)
  rimg <- as.raster(img)      # raster multilayer object
  plot(NULL, xlim=c(0,1), ylim=c(0,1), xlab = "", ylab = "", 
       asp=1, frame=F, xaxt="n", yaxt="n")
  rasterImage(rimg, 0, 0, 1, 1) 
}


# create rgl snapshot with random rotation and 
# corresponding lattice wireframe plot
lattice_plus_rgl_plot <- function()
{
  # rgl plot random rotation
  persp3d(volcano, col = "green3")
  theta <- sample(-180:180, 1)
  phi <- sample(-90:90, 1)
  view3d(theta, phi, fov=40)
  v <- rgl_to_lattice_viewpoint()
  f <- tempfile(fileext = ".png")
  rgl.snapshot(f)
  rgl.close()

  # lattice plot
  f2 <- tempfile(fileext = ".png")
  png(f2)
    print(wireframe(volcano, screen = v))
  dev.off()

  # plot both
  plot_png(f)  
  plot_png(f2)  
}

# CREATE SOME PLOTS 

library(rgl)
library(lattice)
library(png)
par(mfrow=c(3,2), mar=c(0,0,0,0))
replicate(3, lattice_plus_rgl_plot())

Answer 1

我使用这个问题的答案从旋转矩阵转换到角度：Conversion euler to matrix and matrix to euler。我承认我在这里看到另一个不同的答案：How to calculate the angle from Roational matrix。 （我的线性代数不足以确定哪一个是正确的。）

p <- par3d()
rotm <- p$userMatrix
B = 360*atan(rotm[1,2]/rotm[2,2])/(2*pi)
P = 360*asin(-rotm[3,2])/(2*pi)
H = 360*atan(rotm[3,1]/rotm[3,3])/(2*pi)

> print(list(B,P,H))
[[1]]
[1] 41.54071

[[2]]
[1] 40.28412

[[3]]
[1] 41.24902

此时我已经将RGL对象大致旋转到您建议的“观察点”。我通过实验发现，提供给线框调用的负值提供了明显正确的结果。 “观察者旋转角度”似乎被认为是“物体旋转角度”的负面因素。

 png(); print(wireframe(volcano, screen = list(x=-B, y=-P, z=-H)) ); dev.off()

在TeachingDemos包中有一个rotate.wireframe函数，但它不能同时运行rgl图。 （直到我关闭rgl设备才有明显的情节。）当在Mac上运行时（在格子图上的粗黑线），它似乎也有点儿。它使用X11 / XQuartz工具通过tk / tcl函数管理交互，我无法从显示的角度重现这些图。看看代码，我无法理解为什么会这样。但你的里程可能会有所不同。

Answer 2

此版本的函数使用orientlib包中的转换，并将旋转矩阵作为参数：

rgl_to_lattice_viewpoint <- function(rotm = par3d("userMatrix"))
{
  e <- -orientlib::eulerzyx(orientlib::rotmatrix(rotm[1:3, 1:3]))@x*180/pi
  list(z = e[1], y = e[2], x = e[3])
}

请注意，z，y，x顺序是必不可少的。

使用它代替你的函数，我得到这个输出：

这些让旋转正确。我不知道是否也可以获得相符的观点。

编辑添加：rgl版本0.95.1468，目前仅适用于R-forge， 包含此函数的一个版本，以及一个用于基本图形的版本。