Die synthetische Kamera

Abbildung 13.1: Parameter zur Beschreibung der syntetischen Kamera

Die Parameter zur Durchführung der 3D-auf-2D-Abbildung (viewing transformation) sind im wesentlichen die Position und Orientierung einer synthetischen Kamera und ein Punkt in der Szene, auf den die Kamera fokussiert ist: Der View Reference Point ($VRP$).

Die View Plane ist die Bildebene, auf die die Szene projiziert wird. Diese ist definiert durch die View Plane Normal $N$, die Richtung, aus der die Kamera die Szene aufnimmt, und den $VRP$. Die Kamera befindet sich im $PRP$ (Projection Reference Point oder Normal Reference Point ($NRP$)), der dem Augenpunkt eines natürlichen Betrachters entspricht.

Die Orientierung der Kamera wird durch den View Up Vector ($VUV$ oder $VUP$) festgelegt. Durch Projektion des $VUV$ in die View Plane erhält man den Vektor $V$. Der Vektor $U$ in der View Plane wird so gewählt, daß $U$, $V$, $N$ ein rechtshändiges kartesisches Koordinatensystem bilden, das sogenannte View Reference Coordinate System VRC mit dem $VRP$ als Ursprung und dem Augenpunkt $PRP$ auf der positiven $N$-Achse bei $N=VPD$ (View Plane Distance).

Die beiden Punkte in den $UV$-Koordinaten der Viewplane $(x _{\min}, y_{\min})$, $(x_{\max}, y_{\max})$ legen das sogenannte View Window fest, d.h., was von der Szene zu sehen ist (entspricht der Brennweite eines Kameraobjektivs). Der sichtbare Teil kann noch weiter eingeschränkt werden durch Angabe einer front plane und einer back plane.

Abbildung 13.2: Einschränkung des sichtbaren Teils

Bemerkung:

Zur Berechnung der Projektion auf die Bildebene ist es unerheblich, wo die Bildebene in der Szene arrangiert ist.