Wolfram mathematica 如何在Graphics3D中精确定位摄像头？_Wolfram Mathematica

Wolfram mathematica 如何在Graphics3D中精确定位摄像头？

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Wolfram mathematica 如何在Graphics3D中精确定位摄像头？,wolfram-mathematica,Wolfram Mathematica,为了模拟我正在设计的基于激光的传感器，我想验证投影在表面上的四个点是如何从相机中显示出来的。所以我承诺实现一个Graphics3D可视化该可视化装置将4台激光器放置在一个金字塔状的排列中，其中一台20厘米长的摄像机在一侧观察激光器的投影。我的笔记本代码生成了两个视图：一个在传感器工作的房间外，另一个视图代表随激光旋转的摄像机。相机激光系综的欧拉角和x、y、z坐标可以使用滑块控制我的问题是，在模拟中，摄影机会自动定向。因为Mathematica正在调整视点，所以真实物理相机的视图不会被复制。如

为了模拟我正在设计的基于激光的传感器，我想验证投影在表面上的四个点是如何从相机中显示出来的。所以我承诺实现一个Graphics3D可视化

该可视化装置将4台激光器放置在一个金字塔状的排列中，其中一台20厘米长的摄像机在一侧观察激光器的投影。我的笔记本代码生成了两个视图：一个在传感器工作的房间外，另一个视图代表随激光旋转的摄像机。相机激光系综的欧拉角和x、y、z坐标可以使用滑块控制

我的问题是，在模拟中，摄影机会自动定向。因为Mathematica正在调整视点，所以真实物理相机的视图不会被复制。如果相机和激光器一起旋转，则以Psi为单位的旋转将导致相机与激光器同步旋转，并且视图应保持不变。同样，x和y方向的偏移不应使相机如此抖动

如何控制摄影机方向以生成更连贯的模拟

笔记本代码为：

 \[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}]

我认为您所需要做的就是不使用

ViewVector

选项，而是设置

ViewPoint -> {x, y, z}

有些抖动是由于激光/平面交点离开房间太远造成的。也许最好以某种方式截断这些

旁白：您的代码计算

rx。玛丽。rz

五次，最好只计算一次并存储它。

我认为您所需要做的就是不用使用

ViewVector

选项，设置

ViewPoint -> {x, y, z}

有些抖动是由于激光/平面交点离开房间太远造成的。也许最好以某种方式截断这些

旁白：您的代码计算

rx。玛丽。rz

五次，最好计算一次并存储。

我想你完全知道，你需要以某种方式指定摄像机的位置、方向和视角。在典型的Mathematica方式中，您可以通过指定一百万个不同的相关选项子集来实现这一点。以下是我将如何做到这一点：

首先，摄像机的位置。这可以在图形坐标（

ViewVector

）中指定，也可以相对于边界框（

视点

）指定。这两种方法都应该有效。指定相机位置时，请记住，当您远离

ViewCenter时，透视效果会减弱
摄影机方向由视图中心
（指定摄影机方向的2度）和视图垂直
（最终在二维投影中垂直的方向）定义<如果指定了PlotRange
，则默认情况下代码>ViewCenter

正常

最后，

Automatic

对于

ViewAngle

来说，如果您有一个定义良好的

PlotRange

，通常是很好的，但是如果您在拍摄对象周围移动，可能需要将

spherecalregion

设置为true

所有视图几何体选项都列出了，但我想

ViewRange

大概是我上面没有提到的唯一选项：）。据我所知，您只需要指定

ViewVertical

？

我想您完全知道，您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，您可以通过指定一百万个不同的相关选项子集来实现这一点。以下是我将如何做到这一点：