PCL 透视投影变换（OpenGL）

最新推荐文章于 2025-06-21 15:50:22 发布
最新推荐文章于 2025-06-21 15:50:22 发布
阅读量597 收藏
点赞数
CC 4.0 BY-SA版权
分类专栏： 点云进阶 文章标签： C++ PCL 透视投影变换
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/dayuhaitang1/article/details/134024696
本文介绍了透视投影的概念及其在现实生活中的表现，详细讲述了透视投影如何通过PCL库在OpenGL中模拟，包括相应的代码实现和效果展示。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

文章目录

一、简介

在现实生活中，我们总会注意到离我们越远的东西看起来更小。这个神奇的效果被称之为透视(Perspective)。透视的效果在我们看一条无限长的高速公路或铁路时尤其明显，正如下面图片显示的这样:

由于透视的原因，平行线似乎在很远的地方看起来会相交。这正是透视投影(Perspective Projection)想要模仿的效果，它是使用透视投影矩阵来完成的。这个投影矩阵不仅将给定的平截头体范围映射到裁剪空间，同样还修改了每个顶点坐标（齐次坐标，x,y,z,w，其中w为尺度系数）的w值，从而使得离观察者越远的顶点坐标w分量越大。如下图所示：

被转换到裁剪空间的坐标都会在-w到w的范围之间(任何大于这个范围的对象都会被裁剪掉)。OpenGL要求所有可见的坐标都落在-1.0到1.0范围内从而作为最后的顶点着色器输出，因此一旦坐标在裁剪空间内，透视划分就会被应用到裁剪空间坐标：

了解本专栏 订阅专栏 解锁全文
OpenGL透视投影
希望我的博客，能帮上你解决学习中工作中所遇到的问题
03-20 1353
OpenGL透视投影OpenGL透视投影简介源代码剖析主要源代码 OpenGL透视投影简介 我们到了 3D 图形的特征点 - 从 3D 世界投影到 2D 平面，同时保持深度。一个很好的例子是铁路的形象，去远处成为一个点。 我们将找到一个满足上述要求的转换，我们还有另一个附加条件：我们希望将其呈现为"分层"，如果快船的生活更轻松，则需要将坐标转换为 -1 到 +1 的屏幕空间。这意味着快船将做它的工作，而不必担心屏幕空间和近距离和远端的位置。 透视投影将接受我们 4 个参数： 纵横比 - 投影将投影的矩形区域
OpenGL 透视投影编程
ScriptCharm的博客
09-15 324
透视投影是计算机图形学中常用的一种投影技术，用于在三维空间中将场景投影到二维屏幕上。本文将介绍如何在 OpenGL 中进行透视投影编程，并提供相应的源代码。在进行透视投影之前，我们需要先设置 OpenGL 的视口(Viewport)，即屏幕上的可视区域。接下来，我们需要设置投影矩阵和模型视图矩阵，以便正确地将场景渲染到屏幕上。函数用于绘制场景，其中包括设置投影矩阵和模型视图矩阵、绘制一个简单的三角形，并通过调用。编译并运行上述代码，你将看到一个带有透视投影效果的简单三角形在窗口中显示出来。
opengl透视投影
qq_45228525的博客
06-16 1098
#define NDEBUG #include <GL/glut.h> GLint winWidth = 600, winHeight = 600; //设置初始化窗口大小 /* 观察坐标系参数设置*/ GLfloat x0 = 0.0, y0 = 0.0, z0 = 5.0; // 设置观察坐标系原点 GLfloat xref = 0.0, yref = 0.0, zref = 0.0; //设置观察坐标系参考点（视点） GLfloat Vx = 0.0, Vy = 1.0, Vz.
透视投影(Perspective Projection)变换推导
木牛的博客
06-21 75
这个时候的多边形也许会被视锥体裁剪，但在这个不规则的体中进行裁剪并非那么容易的事情，所以经过图形学前辈们的精心分析，裁剪被安排到规则观察体(Canonical View Volume, CVV)中进行，CVV是一个正方体，x, y, z的范围都是[-1，1]，多边形裁剪就是用这个规则体完成的。也就是说，D3D 中在近裁剪平面上的点投影之后的点会处于CVV的z=0平面上，而在远裁剪平面上的点投影之后的点会在CVV的z=1平面上。而另外在一些元素的细节上也存在着差异，这是由于D3D的CVV的z范围不同造成的。
OpenGL透视变换详解
12-08
Void gluPerspective(GLdouble fovy,GLdouble aspect, GLdouble near, GLdouble far) 函数作用： 创建一个表示对称投影视图矩阵，并把它与当前矩阵相乘。Fovy是yz平面上视野的角度，它的值必须为[0.0,180.0]。aspect是宽高比。near far 是视点与近裁剪面和远裁剪面的距离，这个必须为正的。
opengl 平行投影透视投影
06-01
opengl 圆球 光照 平行投影 透视投影 光照 源代码
OpenCV、OpenGL、OpenCL和DirectX 的区别、联系、前景
lzp_k2的专栏
02-28 1万+
致敬： https://blog.youkuaiyun.com/zhongguoren666/article/details/6697025 http://www.elecfans.com/emb/603169_a.html https://blog.youkuaiyun.com/mangobar/article/details/51006521 1概念比较 OpenCV = Open Source ...
利用PCL库从点云数据生成深度图像及关键点提取
KLNSDFHUASF的博客
11-19 3604
利用PCL库从点云数据生成生成深度图像及关键点提取 利用PCL库从点云数据生成深度图像及关键点提取 本想利用标准点云数据库分割成若干块，利用标准点云数据生成深度图像作为数据库用来验证算法，目前效果不是很好。不过作为一种特征点提取方法还是有参考价值。 1.点云–深度图像 可视化深度图像： 在3D viewer中以点云的方式显示。 另一种方式是作为一幅图像显示（以不同的颜色表示不同的深度值） 定义...
PCL点云三维转二维
01-25
一种常见的方式是通过透视投影或正交投影将点云映射到二维平面上[^3]。 #### 方法一：使用PCL库生成深度图像 PCL（Point Cloud Library）提供了丰富的工具来处理点云数据。要创建深度图像，可以通过以下方式： 1....
GPU编程与优化——OpenCL
AI天才研究院
09-03 1719
作者：禅与计算机程序设计艺术 1.简介 OpenCL（Open Computing Language）是一个开源的、跨平台、通用且功能丰富的编程模型，它提供一个框架，通过可移植编译器支持多种设备平台（CPU/GPU/FPGA），并通过统一接口使得开发者可以方便地部署在各种环境中运行，从而让程序在各个设备
OpenGL中的透视投影和旋转立方体渲染
PixelNovaO的博客
08-23 500
在OpenGL中，我们可以使用透视投影来创建具有深度感的三维效果。综上所述，本文介绍了如何在OpenGL中设置透视投影并渲染旋转的立方体。我们可以通过定义顶点和法线坐标来创建立方体，然后使用 OpenGL 中的透视投影和旋转动画来呈现出深度感和动态效果。在此示例中，我们将顶点坐标定义为一个包含8个顶点的数组，每个顶点有三个坐标值。在这段代码中，我们首先启用了顶点和法线数组，并将它们传递到OpenGL中。接下来，我们需要在OpenGL中设置透视投影。最后，我们需要将顶点数据传递到OpenGL中并绘制立方体。
OpenGLES demo - 11. 透视投影变换
07-20
Opengles 入门教程中的第11章，讲解透视投影变换的示例代码
基于mfc（pcl）的opengl配置方法及vs2010解决方案
02-01
基于mfc（pcl）的opengl配置方法及vs2010解决方案，完整。。其中配置有pcl。。初学者可以利用的sln。。
OpenGL ES透视投影实现方法（四）
01-04
在之前的学习中，我们知道了一个顶点要想显示到屏幕上，它的x、y、z分量都要在[-1,1]之间，我们回顾一下渲染管线的图元装配阶段，它实际上做了以下几件事：剪裁坐标、透视分割、视口变换。图元装配的输入是顶点着色器的输出，抓哟是物体坐标gl_Position，之后到光栅化阶段。 图元装配 剪裁坐标 当顶点着色器写入一个值到gl_Position时，这个点要求必须在剪裁空间中，即它的x、y、z坐标必须在[-w,w]之间，任何这个范围之外的点都是不可见的。 这里需要注意以下，对于attribute类型的属性量。OpenGL会用默认的值替换属性中未指定的分量，前三个分量会被设定为0，最后一个分量w会被设
OpenGL ES 正交投影与透视投影
07-15
正交投影与透视投影的源码; 该源码是 OpenGL 示例源码集合. OpenGL 需要依赖 v7 包
OpenGL学习之路10----透视投影
Zach_z的博客
04-26 4629
代码放在github上 本文根据教程：ogldev进行扩充学习，一步步从零开始，记录学习历程 一、透视投影 1.1 透视投影定义 中心投影法： - 光线照射物体时，可在预设的地面或墙面上产生影子，根据这一自然现象，经科学的抽象总结，产生了投影法。 - 投射线通过物体，向选定的面投射，并在该面上得到图形的方法称为投影法 - 投射线汇交于投射中心的投影法叫做中心投影法 中心投影法示...
OpenGL 使用透视投影、正交投影
Meloor的博客
11-06 3412
目录1. 透视投影display函数reshape函数init函数main函数2. 正交投影 1. 透视投影 display函数 void display() { //清空屏幕，使用了深度缓存`GL_DEPTH_BUFFER_BIT`必须加 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glLoadIdentity(); //设...
【一步步学OpenGL 12】 -《透视投影》
热门推荐
Mr_厚厚的博客
09-23 1万+
教程12 透视投影 原文： http://ogldev.atspace.co.uk/www/tutorial12/tutorial12.html 优快云完整版专栏： http://blog.youkuaiyun.com/column/details/13062.html 透视投影原理其他文章： http://blog.youkuaiyun.com/goncely/article/details/53977...
opengl 透视投影以及模型矩阵的简单操作
Fatestay_DC的专栏
03-16 385
透视投影 使用glu方法gluPerspective #include <windows.h> #include <tchar.h> #include <math.h> #include "CELLMath.hpp" #include "OpenGLWindow.h" #include <vector> using namespace CELL; class SamplerPerspective :public OpenGLWindow { publ
pcl透视投影和正交投影
最新发布
08-14
### 透视投影与正交投影的基本原理 在三维图形渲染中，投影是一种将三维几何信息映射到二维平面的技术，主要分为透视投影和正交投影两种形式。透视投影模拟人眼视觉效果，近大远小，具有更强的真实感；而正交投影不考虑距离变化，保持物体大小不变，适用于工程制图和CAD等场景[^2]。 在透视投影中，三维空间中的点通过透视除法映射到标准化设备坐标（NDC）空间，其变换矩阵通常包含焦距、视场角等参数。正交投影则直接将三维空间映射到一个矩形视景体，不涉及透视除法，保持各维度比例一致。 ### PCL 中的透视投影与正交投影实现 PCL（Point Cloud Library）本身并不直接提供完整的投影变换接口，但可以通过 `pcl::RangeImage` 类生成深度图，并结合 `pcl::visualization` 模块进行可视化。`pcl::RangeImage` 支持从点云数据生成深度图，其核心原理是通过透视投影或正交投影将三维点映射到二维图像空间[^4]。 以下是一个基于 `pcl::RangeImage` 生成深度图并保存为 PNG 的示例： ```cpp #include <pcl/range_image/range_image.h> #include <pcl/io/pcd_io.h> #include <pcl/visualization/range_image_visualizer.h> #include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h> #include <pcl/io/png_io.h> int main(int argc, char** argv) { pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>); pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZ>("input.pcd", *cloud); // 设置视角参数 Eigen::Affine3f scene_sensor_pose(Eigen::Translation3f(0.0f, 0.0f, 0.0f)); float angular_resolution = pcl::deg2rad(0.5f); // 角度分辨率 float max_angle_width = pcl::deg2rad(360.0f); // 最大水平角度 float max_angle_height = pcl::deg2rad(180.0f); // 最大垂直角度 Eigen::Affine3f sensor_pose = Eigen::Affine3f::Identity(); // 构建 RangeImage pcl::RangeImage range_image; range_image.createFromPointCloud(*cloud, angular_resolution, max_angle_width, max_angle_height, sensor_pose, pcl::RangeImage::PERSPECTIVE_PROJECTION, 0.0f); // 获取深度数据并生成RGB图像 float* ranges = range_image.getRangesArray(); unsigned char* rgb_image = pcl::visualization::FloatImageUtils::getVisualImage(ranges, range_image.width, range_image.height); // 保存为PNG图像 pcl::io::saveRgbPNGFile("depth_map.png", rgb_image, range_image.width, range_image.height); return 0; } ``` 在上述代码中，`pcl::RangeImage::PERSPECTIVE_PROJECTION` 表示使用透视投影方式生成深度图。若需使用正交投影，可以修改投影类型为 `pcl::RangeImage::ORTHOGRAPHIC_PROJECTION`，并设置适当的视景体参数。 ### 投影变换在点云可视化中的应用 在 PCL 的可视化模块中，`pcl::visualization::PCLVisualizer` 提供了设置相机参数的功能，允许用户调整视场角（FOV）、相机位置等参数，从而实现不同的投影效果。例如，通过设置较小的视场角可以获得更强的透视感，而较大的视场角则更接近正交投影的效果。 以下是一个设置相机参数以控制投影方式的示例： ```cpp #include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h> pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer("3D Viewer")); viewer->setBackgroundColor(0, 0, 0); viewer->addCoordinateSystem(1.0); // 添加点云 pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>); pcl::io::loadPCDFile<pcl::PointXYZ>("input.pcd", *cloud); viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZ>(cloud, "sample cloud"); // 设置相机参数以模拟正交投影 viewer->getCamera()->setFocalPoint(0.0, 0.0, 0.0); viewer->getCamera()->setPosition(0.0, 0.0, 3.0); viewer->getCamera()->setViewUp(0.0, 1.0, 0.0); viewer->getCamera()->setClippingRange(0.01, 100.0); viewer->getCamera()->setWindowCenter(0.0, 0.0); viewer->getCamera()->setZoom(1.0); // 调整Zoom值可控制投影类型 viewer->spin(); ``` 在上述代码中，通过调整 `setZoom()` 的值可以控制投影的缩放比例，从而影响最终的视觉效果。较小的 `Zoom` 值接近正交投影，而较大的值则增强透视效果。 ### 总结 透视投影和正交投影在 PCL 中的实现主要依赖于 `pcl::RangeImage` 类和可视化模块的相机控制功能。透视投影适用于需要真实感的场景，如虚拟现实和三维重建；正交投影则适用于需要保持几何精度的工程应用。通过调整投影类型和相机参数，可以灵活地满足不同点云可视化需求[^4]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

大鱼BIGFISH

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值