Chapter10:Positionable camera

Posted 2020-11-07 图样司

 

相机如同电解质，是调试的痛，所以我(在开发中)总是逐步拓展它，首先，让我们来看一个可调节的视场（fov）。 这是您通过门户看到的角度。 由于我们的图像不是方形的，因此fov在水平和垂直方向都不相同。 我总是使用垂直fov。 我通常也会用度数来指定它，并在构造函数中改为弧度 - 这是个人品味的问题。我首先保持来自原点并射向z = -1平面光线。 只要我们把h作为一个比例，就可以使它成为z = -2平面，或者其他什么。 这是我们的设置：

这意味着h = tan(theta/2).。我们的摄像机现在变成：

cam(90, float(nx)/float(ny))

为了得到一个任意的观点，让我们先说出我们需要注意的地方。 我们称之为放置相机的位置，以及我们所看到的点。 （后期，如果你愿意，你可以定义一个方向来看看，而不是看点。）我们也需要一种方法来指定相机的方向或侧向倾斜; 围绕从轴看的外观旋转。 另一种思考方式是，即使你保持目光不断，看着不变，你仍然可以旋转头部。 我们需要的是一种为相机指定向上矢量的方法。 注意，我们已经有了一个向上向量应该在的平面，即与视图方向垂直的平面。（即第一人称视角变化?）

我们实际上可以使用任何我们想要的向上矢量，并将其投影到这个平面上以获得相机的向上矢量。 我使用命名“查看”（v向上）向量的通用约定。 一些交叉产品，我们现在有一个完整的标准正交基（u，v，w）来描述我们的相机的方向。

记住vup，v和w都在同一个平面上。 请注意，和以前一样，当我们的固定摄像机面对-Z时，我们的任意摄像机面向-w。 请记住，我们可以，但我们没有使用世界（0,1,0）来指定vup。 这很方便，自然会让你的相机保持水平，除非你决定尝试疯狂的相机角度。

class camera:
    def __init__(self,lookfrom,lookat,vup,vfov,aspect):
        u=vec3(0,0,0)
        v=vec3(0,0,0)
        w=vec3(0,0,0)
        theta=vfov*pi/180
        half_height=tan(theta/2)
        half_width=aspect*half_height
        self.origin=lookfrom
        w=(lookfrom-lookat).unit_vector()
        u=vup.cross(w).unit_vector()
        v=w.cross(u)
        self.lower_left_corner=self.origin-half_width*u-half_height*v-w
        self.horizontal=2*half_width*u
        self.vertical=2*half_height*v