VTK transform空间变换

咖啡凉了_hy

已于 2023-02-13 18:35:38 修改

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文章标签： python

于 2023-02-13 18:35:35 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ahy86045/article/details/129014749

文章讲述了在VTK中如何使用PreMultiply和PostMultiply方法进行空间变换，包括欧拉角到齐次矩阵的转换以及变换顺序对结果的影响。通过示例展示了旋转和平移矩阵的组合应用，强调了变换顺序在动系和定系变换中的差异。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

VTK transform空间变换顺序

欧拉位姿 x y z rx ry rz 变为齐次矩阵

pose = [2.27117 , -34.3437 , 479.336 , 94.1909 , 10.6705 , 169.347]
x,y,z,rx,ry,rz = pose

其齐次矩阵结果是：

H =  
[[ -0.96577106  -0.16797325   0.1976645    2.27117   ]
[  0.18166395   0.10595762   0.97763551 -34.3437    ]
[ -0.18516067   0.98008059  -0.07181612 479.336     ]
[  0.           0.           0.           1.        ]]

PreMultiply 表示 M= M * A ，自左乘，表示以当前系变换——绕动系变换

transform = vtk.vtkTransform()
transform.PreMultiply() 
transform.Scale(1, 1, 1)
# 以下四行代码乘积方式 ： transform = E * T * RZ * RY * RX —— E是单位矩阵，为transform初始值。
transform.Translate(x, y, z) 
transform.RotateZ(rz) 
transform.RotateY(ry)
transform.RotateX(rx)

transform.Update()
print(transform.GetMatrix())

或者：
PostMultiply 表示 M= A * M ，自右乘，表示以基础系变换——绕定系变换
结果是：transform = T * RZ * RY * RX * E—— E是单位矩阵，为transform初始值

transform = vtk.vtkTransform()
transform.PostMultiply()
transform.RotateX(rx)  # transform = RX * transform
transform.RotateY(ry)  # transform = RY * transform
transform.RotateZ(rz)  # transform = RZ * transform
transform.Translate(x, y, z)  # transform = T * transform
print(transform.GetMatrix())

结果一致，均是：

-0.965771 -0.167973 0.197664 2.27117 
0.181664 0.105958 0.977636 -34.3437 
-0.185161 0.980081 -0.0718161 479.336 
0 0 0 1

总结：
抓住本质：
PreMultiply 动系变换，自身M在左边：M= MA（A可以是旋转或平移）；
PostMultiply 定系变换，自身M在右边：M= AM（A可以是旋转或平移）。
每次进行矩阵乘积的顺序和内容，依照自己需求来定，如动系 Z-Y-Z 变换（10，20，30）可以这样实现：

transform.PreMultiply() 
transform.Scale(1, 1, 1)
transform.RotateZ(30) 
transform.RotateY(20)
transform.RotateZ(10)