使用OSG显示点云时，如何正确将空白处屏幕坐标转为最接近点云的世界坐标

Posted 2022-06-23 xingzhensun

在OSG中绘制点云，实现画/测点、线等功能时，需要捕捉点云的坐标，但是要在空白区域绘制或测量时，就获取不到点云坐标了。

为了解决这个问题，自己推导出一个将点云空白处屏幕坐标转为最接近点云坐标的算法：

思路是：在每一次捕获真实点云时，即记录下当前点云坐标（lastCloudPoint）；空白区域测点时，先将屏幕坐标转为虚拟的世界坐标，然后将坐标投影到 由 eye→center方向（eyeForward）作为法线且经过lastCloudPoint 的虚拟平面上，进而得到最靠近点云的坐标。

实际上，先计算lastCloudPoint 和 tempPt 到eye 的向量，根据两个向量到法线（eyeForward）的长度的比，得到 沿 tempPt 向量方向 由eye 到 虚拟平面的 向量，再加上eye的位置，即为与虚拟平面的交点。

               // 获取屏幕坐标(使用点云的坐标来改正)

		osg::Vec3d screenPt(ea.getX(), ea.getY(), 0);
		osg::Vec3d tempPt = screenPt * inverseVPW;    // 将屏幕坐标转为虚拟的世界坐标

		osg::Vec3d eye, center, up;
		getTransformation(eye, center, up);

		osg::Vec3d eyeForward = center - eye;

		osg::Vec3d dv1 = lastCloudPoint - eye;
		double lenght1 = dv1.length() * 
			(eyeForward * dv1 / (eyeForward.length() * dv1.length()));

		osg::Vec3d dv2 = tempPt - eye;
		double lenght2 = dv2.length() *
			(eyeForward * dv2 / (eyeForward.length() * dv2.length()));

		osg::Vec3d dPt = tempPt - eye;
		dPt.x() = dPt.x() * (lenght1 / lenght2);
		dPt.y() = dPt.y() * (lenght1 / lenght2);
		dPt.z() = dPt.z() * (lenght1 / lenght2);

		resPt = eye + dPt;        

　　　　　　osg::Matrixd vwp = camera->getViewMatrix() * camera->getProjectionMatrix() * camera->getViewport()->computeWindowMatrix();	//求得 世界到屏幕的矩阵
	　 osg::Matrixd  inverseVPW = osg::Matrixd::inverse(vwp);