通过Field Of View值计算屏幕成像的宽高

最新推荐文章于 2025-04-17 10:32:28 发布

原创最新推荐文章于 2025-04-17 10:32:28 发布 · 2.9k 阅读

7 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#unity

Unity 同时被 3 个专栏收录

41 篇文章

订阅专栏

算法

3 篇文章

订阅专栏

Camera

1 篇文章

订阅专栏

本文探讨了透视相机在不同视角下，成像面积、相机高度与视野角度之间的数学关系。通过公式推导，详细阐述了正面视角和平面视角下如何计算这些参数，并提供了具体的代码实现，适用于游戏开发、计算机视觉等领域中的相机配置和场景理解。

透视相机相机成像的面积、相机高度和视野角度之间的关系

Camera camera = Camera.main;

相机与成像面垂直

        float areaHeight = 40,//摄像机成像面积的高度
            distance = 50,//摄像机到成像面的高度
            fieldOfView = 60;//摄像机视野角度
        //已知：摄像机到成像面的高度、视野角度
        areaHeight = 2.0f * distance * Mathf.Tan(fieldOfView * 0.5f * Mathf.Deg2Rad);
        //已知：摄像机成像面积的高度、视野角度
        distance = areaHeight * 0.5f / (Mathf.Tan(fieldOfView * 0.5f * Mathf.Deg2Rad));
        //已知：摄像机高度、摄像机成像面积的高度
        fieldOfView = 2 * Mathf.Atan(areaHeight * 0.5f / distance) * Mathf.Rad2Deg;

        //aspect为相机宽高比     （width/height）
        float areaWidth = areaHeight * camera.aspect;//摄像机成像面积的宽度

当相机与成像面有角度

侧面视角：

        //相机旋转的角度
        float cameraAngle = 45;
        areaHeight = 2.0f * distance * Mathf.Tan(fieldOfView * 0.5f * Mathf.Deg2Rad);
        float angleInside = Mathf.Atan2(areaHeight / 2, distance) * Mathf.Rad2Deg;
        float angleOuntside = Mathf.Abs(cameraAngle - angleInside);
        //相机到地面的高度
        float cameraHeight = Mathf.Cos(cameraAngle * Mathf.Deg2Rad) * distance;
        //成像上半部分
        float distanceDown = Mathf.Sin(cameraAngle * Mathf.Deg2Rad) * distance - Mathf.Tan(angleOuntside * Mathf.Deg2Rad) * cameraHeight;
        //成像下半部分
        float distanceUp = Mathf.Tan((cameraAngle + angleInside) * Mathf.Deg2Rad) * cameraHeight - Mathf.Sin(cameraAngle * Mathf.Deg2Rad) * distance;

顶视图：

        float upOutLine = cameraHeight / Mathf.Cos((angleInside * 2 + angleOuntside) * Mathf.Deg2Rad);
        float upCameraHeight = upOutLine * Mathf.Cos(angleInside * Mathf.Deg2Rad);
        float upAreaHeight = 2.0f * upCameraHeight * Mathf.Tan(fieldOfView * 0.5f * Mathf.Deg2Rad);
        float upAreaWidth = upCameraHeight * camera.aspect;

        float downOutLine = cameraHeight / Mathf.Cos(angleOuntside * Mathf.Deg2Rad);
        float downCameraHeight = downOutLine * Mathf.Cos(angleInside * Mathf.Deg2Rad);
        float downAreaHeight = 2.0f * downCameraHeight * Mathf.Tan(fieldOfView * 0.5f * Mathf.Deg2Rad);
        float downAreaWidth = downCameraHeight * camera.aspect;