1.VTK中相機原理及控制屬性

觀眾的眼睛就好比三維渲染場景中的相機，VTK則是用vtkCamera類來表示三維渲染場景中的相機。vtkCamera負責把三維場景投影到二維平面，如屏幕、圖像等。下圖為相機投影示意圖：

從上圖可以看出與相機投影相關的因素主要有：
相機位置：即相機所在的位置，用方法vtkCamera::SetPosition()設置。
相機焦點：用方法vtkCamera::SetFocusPoint()設置，默認的焦點位置在世界坐標系的原點。
朝上方向：即哪個方向為相機朝上的方向。就好比我們直立看東西，方向為頭朝上，看到的東西也是直立的，如果我們倒立看某個東西，這時方向為頭朝下，看到的東西當然就是倒立的。相機位置、相機焦點和朝上方向三個因素確定了相機的實際方向，即確定相機的視圖。 投影方向：相機位置到相機焦點的向量方向即為投影方向。
投影方法：確定Actor是如何映射到像平面的。vtkCamera定義了兩種投影方法，一種是正交投影(OrthographicProjection)，也叫平行投影(Parallel Projection)，即進入相機的光線與投影方向是平行的。另一種是透視投影(PerspectiveProjection)，即所有的光線相交于一點。
視角：透視投影時需要指定相機的視角(View Angle)，默認的視角大小為30o，可以用方法vtkCamera::SetViewAngle()設置。
前后裁剪平面：裁剪平面與投影方向相交，一般與投影方向也是垂直的。裁剪平面主要用于評估Actor與相機距離的遠近，只有在前后裁剪平面之間的Actor才是可見的。裁剪平面的位置可以用方法vtkCamera::SetClippingRange()設置。

2.相機使用方法示例

首先要記住一點的是Camera是Renderer（三維場景）的構成要素。 如果想獲取vtkRenderer里默認的相機，可以用方法vtkRenderer::GetActiveCamera()。
相機vtkCamera的使用方法：
vtkSmartPointer<vtkCamera>myCamera = vtkSmartPointer<vtkCamera>::New(); myCamera->SetClippingRange(0.0475,2.3786); //這些值隨便設置的，東靈提供的 myCamera->SetFocalPoint(0.0573,-0.2134, -0.0523); myCamera->SetPosition(0.3245,-0.1139, -0.2932);//是否要保證相機位置-焦點向量 與 相機位置-向上方向 正交？？ myCamera->ComputeViewPlaneNormal();//重新計算視平面法向量 平行于 相機-焦點 myCamera->SetViewUp(-0.2234,0.9983, 0.0345); renderer->SetActiveCamera(myCamera); //激活新生成的相機
上述用SetClippingRange()；SetFocalPoint()；SetPosition()分別設置相機的前后裁剪平面，焦點和位置。ComputeViewPlaneNormal()方法是根據設置的相機位置、焦點等信息，重新計算視平面(View Plane)的法向量。一般該法向量與視平面是垂直的，如果不是垂直的話，Actor等看起來會有一些特殊的效果，如錯切。SetViewUp()方法用于設置相機朝上方向。最后用方法vtkRenderer::SetActiveCamera()把相機設置到渲染場景中。
vtkCamera除了提供設置與相機投影因素相關的方法之外，還提供了大量的控制相機運動的方法，如：vtkCamera::Dolly()，vtkCamera::Roll()，vtkCamera::Azimuth()，vtkCamera::Yaw()，vtkCamera::Elevation()，vtkCamera::Pitch()，vtkCamera::Zoom()。這些方法具體表示相機是怎么運動，以及相對哪個位置或者方向運動。

3.相機運動方向示意圖

關于控制相機的運動更詳細的方法應該參考Camera說明文檔。

4.相機簡單測試

vtkSmartPointer<vtkCamera> mycamera =vtkSmartPointer<vtkCamera>::New();mycamera->SetFocalPoint(0,0,0);mycamera->SetPosition(-5,0,0);mycamera->SetClippingRange(5.5,6.5);mycamera->ComputeViewPlaneNormal();mycamera->SetViewUp(0,1,0);renderer->SetActiveCamera(mycamera); vtkSmartPointer<vtkCamera> mycamera =vtkSmartPointer<vtkCamera>::New();mycamera->SetFocalPoint(0,0,0);mycamera->SetPosition(-10,0,0);mycamera->SetClippingRange(10.5,11.5);mycamera->ComputeViewPlaneNormal();mycamera->SetViewUp(0,1,0);renderer->SetActiveCamera(mycamera); vtkSmartPointer<vtkCamera> mycamera =vtkSmartPointer<vtkCamera>::New();mycamera->SetFocalPoint(0,0,0);mycamera->SetPosition(-10,0,0);mycamera->SetClippingRange(5,9);mycamera->ComputeViewPlaneNormal();mycamera->SetViewUp(0,1,0);renderer->SetActiveCamera(mycamera); 前后裁剪平面不合法。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的VTK修炼之道8_三维场景基本要素:相机的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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