電腦視覺和圖形學中的攝像機內參數矩陣詳解【轉】

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      電腦視覺和圖形學中的攝像機內參數矩陣詳解【轉】

      在電腦視覺和圖形學中都有“攝像機內參數矩陣”這個概念，其含義大致相同，但在實際使用過程中，這兩個矩陣卻相差甚遠。在增強現實中，為了使電腦繪製的虛擬物體和真實環境映像對其，需要令虛擬攝像機的內參數和真實攝像機的內參數相一致。因此，理解這兩個內參數矩陣的詳細含義和演算法很重要。

     在電腦視覺中，攝像機內參數矩陣可以表示為：

其中 f 為攝像機的焦距，單位一般是mm，dx,dy 為像元尺寸，u0,v0 為映像中心。由此可以計算出攝像機縱向視場角有：

 

h為映像的縱向像素值，相似的可以推導橫向視場角。

      在電腦視覺中，攝像機內參數矩陣一般也稱作投影矩陣，而其數值在不同的渲染引擎中也不盡相同，本文僅對XNA中的情況加以說明。在XNA中，一般採用Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(floatfieldOfView, float aspectRatio, float nearPlaneDistance, float farPlaneDistance)來產生一個投影矩陣。其中，fieldOfView為攝像機的縱向（並非橫向）視場角（並非半視場角），aspectRatio為寬高比，nearPlaneDistance，farPlaneDistance分別為進、遠剪下面。其產生的矩陣可表示為：

 

其中，

。

   綜上所述，聯絡兩個矩陣的關鍵因素在於縱向視場角和寬高比。

電腦視覺和圖形學中的攝像機內參數矩陣詳解【轉】