當人用眼睛看事物的時候,會感覺到近處的東西是比遠處的東西要大一些的,通俗的說,這就是透視。
總的來說。透視變換是將3D的世界轉換到2D圖像上的一種手段,人的視覺系統和攝像頭視覺系統也是基於這一工作原理。
對透視變化的研究,就是要搞明確。為什么我們看到的東西會近處大而遠處的小。
一 參考系
透視變換最主要是用於測量,因此在說明透視變換之前。有必要說明一下參考系的問題。
為了有效的分析3D世界。以下五種參考系是必要的:
1. 對象參考系(Object)
有時候也叫做本地參考系(Local Coordinate Systems),能夠將其粗魯的理解為視界中某個物體的以自己為中心的坐標系。其作用范圍只在物體本身。比方,當我們在為某個物體建模的時候,我們必須找到一個點,用於將建模用的模塊組裝起來。
這是一個三維坐標系。
2. 世界參考系(World)
也被稱為宇宙坐標系(universe Coordinate Systems),這個坐標系是其它全部坐標系的基礎,用於將其它的坐標系聯系在一起。
這是一個三維坐標系。
3. 攝像頭參考系(Camera)
一般來說,為了簡化模型,我們會如果所使用的攝像頭為針孔攝像頭,而圖像平面被覺得是在焦點前(相機中心)。
攝像頭參考系為右手坐標系。而且將Z軸指向圖像平面,見下圖:
這是一個三維坐標系。

4. 圖像參考系(Image Plane)
圖像參考系就是在攝像頭中的投影面,一般來說,圖像參考系的中點就是相應攝像頭的焦點的位置,圖像平面和攝像頭中心的距離為焦距,這個平面會和攝像頭的Z軸垂直。
這個參考系的
這是一個二維坐標系。
5. 像素參考系(Pixel)
和圖像參考系一樣,這也是一個二維的坐標系,在像素參考系中的每一個點都有和圖像參考系中有相應關系。
五個坐標系之間的空間關系:
這5個參考系之間的轉換關系如此下:

上圖就是從3D場景轉換到2D圖像的整個流程。
二 數學介紹


三 世界坐標系到攝像頭坐標系

四 攝像頭坐標系到圖像坐標系
