单视图多相机投影矩阵不一致

湖面之舟

打算采用采用单视图多相机模拟两个屏幕通道，一个是正视，另一个是向下45度，得到的效果明显有问题。代码如下：

1. 
   
2.   osg::GraphicsContext::WindowingSystemInterface* wsi = osg::GraphicsContext::getWindowingSystemInterface();
   
3.   osg::GraphicsContext::ScreenIdentifier si;
   
4.   si.readDISPLAY();
   
5.   unsigned int width, height;
   
6.   wsi->getScreenResolution(si, width, height);
   
7.   osgViewer::View* view = new osgViewer::View;
   
8.   //投影矩阵
   
9.   osg::Matrixd projectOffset;
   
10.   //视图矩阵
    
11.   osg::Matrixd viewOffset;
    
12.   //正面视口
    
13.   view->addSlave(createCamera(0,0,width,height/2),projectOffset,viewOffset);
    
14.   //侧面视口
    
15.   viewOffset=osg::Matrixd::rotate(osg::Quat(osg::DegreesToRadians(45.0),osg::Vec3(1.0,0.0,0.0)));
    
16.   view->addSlave(createCamera(0,height/2,width,height),projectOffset,viewOffset);
    
17. 
    
18.   view->setSceneData(mRoot.get());
    
19. 
    
20.   cViewer->addView(view);
    

复制代码

白色视锥体

得到的两个通道效果如下，应该是在两个屏幕上，这里为了调试放在一个屏幕上，大家注意红色标注的地方，结果正确吗？

上下两个通道

qele

应该是createCamera代码，对相机位置设置的问题。 可能平移、旋转的次序有问题。

湖面之舟

创建相机那个函数没有对相机位置进行设置，对相机位置的设置在一楼的帖子里了。

1. //创建指定尺寸相机
   
2. osg::Camera* OSGCore::createCamera(int x,int y,int w,int h)
   
3. {
   
4.         osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> traits=new osg::GraphicsContext::Traits();
   
5.         traits->windowDecoration=false;
   
6.         traits->x=x;
   
7.         traits->y=y;
   
8.         traits->width=w;
   
9.         traits->height=h;
   
10.         traits->doubleBuffer=true;
    
11. 
    
12.         osg::DisplaySettings* ds=osg::DisplaySettings::instance();
    
13.         traits->alpha=ds->getMinimumNumAlphaBits();
    
14.         traits->stencil=ds->getMinimumNumStencilBits();
    
15.         traits->sampleBuffers=ds->getMultiSamples();
    
16.         traits->samples=ds->getNumMultiSamples();
    
17. 
    
18.         osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext> gc=osg::GraphicsContext::createGraphicsContext(traits.get());
    
19.         osg::ref_ptr<osg::Camera> camera=new osg::Camera();
    
20.         camera->setGraphicsContext(gc.get());
    
21.         camera->setViewport(new osg::Viewport(0,0,w,h));
    
22. 
    
23.         return camera.release();
    
24. }
    
25. 
    

复制代码

另外，在创建相机时对其投影矩阵的设置，为什么程序运行过程中会不断改变，我的理解应该是视图矩阵在变。如果投影矩阵不断改变肯定会导致结果不对。

sky11811

你这个要是能对齐那才见鬼呢，建议补补基本的计算机图形学概念。
你这两个相机的投影面根本就不是一个平面怎会对齐？


没有坚实基础就使用这些成人玩具，到头来一场空。
osg这种东西简单几句就出效果，致使很多新手信心无限膨胀，从而忽略了基本概念的学习。
你既然发现了投影矩阵在变，为什么不看看投影矩阵是怎么计算的，这些最基本的东西计算机图形学的教材里面都有，为什么不看？

sky11811

你要面临的问题比你想象的要复杂的多。你这种做法是肯定不会成功的。

sky11811

OpenGL里普通的投影方式要求视轴与投影面垂直，而面对你的问题，视轴是不能和投影面垂直的，所以需要你自己计算投影矩阵，这个不是一个简单的问题。OSG好像是直接支持的，不过不是你这种做法，osg替用户做了很多，同时需要用户理解最起码的概念。

湖面之舟

你这个要是能对齐那才见鬼呢，建议补补基本的计算机图形学概念。
你这两个相机的投影面根本就不是一个平面 ...
sky11811 发表于 2011-7-23 18:01

首先，谢谢您对本帖的关心。
关于投影矩阵的计算我看过，正交不用讲，透视有两种计算方式：一是根据视锥体的6个顶点确定；二是根据fovy,aspectRatio,near,far来确定。不过哪种方式原理都是构造一个棱台，世界坐标经过MV变换，如果在这个棱台中则显示，否则裁减掉。那斜视锥体也是同一个道理。计算机图形学确实学的不够扎实，非常不好意思。
两个相机不在一个平面，同一条线经过投影变化就不是一条直线吗？我觉得这个问题没有论证和实验过，而这正是我发这个帖子要和大家讨论的。
OSG中投影矩阵不断的变化的原因我正在看源码分析，只是希望如果有人做过或者知道可以提示下，省的走弯路。
至于您说OSG是一个成人玩具，不知道是贬低我呢，还是抬高自己。

sky11811

我需要再仔细看看你的代码。

sky11811

这种低层问题最好还是用OpenGL来做实验吧，这样有助于深入的理解问题的本质。

sky11811

仔细看了下你的代码，你的意图我基本明白了。
现在我直观的给你讲为什么拼不上，原因在于你用的是透视投影，物体的远近会影响最终它在屏幕的像素位置。
你的正视相机的bottom面没有和你的斜向下45度相机的top面重合，这导致拼接点离两个相机的距离不同，所以拼不上。
我看你在场景里画了一些竖线，你要是在正中间画一条，那么这一条就可以在你现在的情况下拼上。
不知道你明白没有。

sky11811

所谓正中间画一条竖线是指，这条竖线和你的两个相机的视轴相交。

湖面之舟

基本明白了，昨晚回去我也思考了很久，位于两个投影面中心的直线可以重合。
near投影面的大小不同，因此偏离中心的直线则不会重合，多谢您的提示。

indif

near投影面的大小不同，因此偏离中心的直线则不会重合
湖面之舟 发表于 2011-7-24 14:52

    我想你还是没有正确理解，如果两个相机投影矩阵相同，所谓的near投影面大小不同是不成立的。 楼上那位讲解的原因是，你画的黑线在两个屏幕接触边界处的点并不是线上的同一点，所以不可能重合

sky11811

楼上也是行家，楼主基本功实在是不敢恭维，这么久还是不明白，“near投影面的大小不同，因此偏离中心的直线则不会重合”，这样的说辞让人。。。。。。

湖面之舟

我想你还是没有正确理解，如果两个相机投影矩阵相同，所谓的near投影面大小不同是不成立的。 楼上 ...
indif 发表于 2011-7-25 10:03

投影矩阵相同，那么left，right，near，far都相同。我帖子里面好像没有讲投影矩阵相同，近裁减面不同。
我的意思是给不同的相机设置相同的投影矩阵参数，结果运行过程中打印出来的实际参数不一样。代码比如：

1. osg::Matrixd viewOffset;
   
2. viewOffset=osg::Matrix::translate(osg::Vec3(0.0,0.0,-42));
   
3. 
   
4. osgViewer::View* view = new osgViewer::View;
   
5. 
   
6. osg::Camera* camera=createCamera(x,y,w,h);
   
7. //设置观察矩阵方向
   
8. osg::Matrix mv=view->getCamera()->getViewMatrix();
   
9. camera->setViewMatrix(mv*viewOffset);
   
10. //设置投影矩阵
    
11. camera->setProjectionMatrixAsFrustum(left,right,bottom,top,zNear,zFar);
    
12. 
    
13. view->setCamera(camera);

复制代码

其中
left=-0.7
right=0.7
bottom=-0.685
top=0.08795
near=0.83623
far=10000
而实际上通过如下代码打印出的视锥体参数：

1. double fovy,aspectRatio,zNear,zFar;
   
2. 
   
3. std::cout<<"viewMater:"<<std::endl;
   
4. cViewer->getView(0)->getCamera()->getProjectionMatrixAsPerspective(fovy,aspectRatio,zNear,zFar);
   
5. std::cout<<"fovy:"<<fovy<<";aspectRatio:"<<aspectRatio<<";zNear:"<<zNear<<";zFar:"<<zFar<<std::endl;

复制代码

打印结果是fovy=45.32,aspectRatio=1.81,zNear=0.121,zFar=246.84。
可能我对OSG中master相机和slave相机之间的关系理解的不是特别清楚。

对不同的相机设置相同的near，实际二者不同，如有可能，您能解释下为什么？

湖面之舟

楼上也是行家，楼主基本功实在是不敢恭维，这么久还是不明白，“near投影面的大小不同，因此偏离中心的直线 ...
sky11811 发表于 2011-7-26 20:57

可能是我帖子一开始就没有表达清楚我的意思。
其实本意是想说明经过相同的投影变换，为什么同一物体的几何拓朴关系变了，而不是说上下通道的两个点是否对齐。那探究这个问题的过程中，有发觉对于OSG的相机及投影变换掌握的不够透彻，才由此一问。
下面用一幅图来说明我的意思：

如果两个投影矩阵不同（如帖子中讨论的大小），但都是对称型视锥体，那么位于对称中心的直线任何情况下仍然为直线，不知道您同意否？
反之，偏离中心的直线则会上下通道不对其。
另外，您说这种情况很复杂，没我想的那么简单，其实我倒觉得没您想的那么复杂。用非对称的视锥体应该可以满足我的要求。

您能否指教下OSG中用当view中没用手工设置相机前，用setCamera(camera);和addsalve(camera,projOffset,viewOffset);两种方法添加的相机有什么不一样？
当然看您是否有耐心和时间，多谢

fenma3422

这种东西例子里就带的有,两个窗口通过偏移投影菊阵.

sky11811

对于这样的底层问题，最好还是用OpenGL去试验，这样会少些干扰。
不是说OSG不好，而是OSG太好，致使你很多对OSG的理解偏差，导致对基本图形学概念的理解偏差。

indif

osg内部会在响应窗口缩放事件的时候按比例对投影矩阵进行修改

buptronin

楼主，您这个问题最后解决没？你的是模拟上下两个通道，我目前是想模拟左中右三个通道，因为使用透视投影设置fov角度比较大（比如90度）的时候，通过投影仪接到幕布上显示场景，发现由于透视投影造成的场景的拉伸形变相当明显。所以，考虑左右两个通道的显示使用slave相机，计算一下正确的偏移矩阵，显示没有问题，但是变形依旧。从而又考虑左右通道的slave相机的投影矩阵不变，继承主相机的投影矩阵，计算一下观察矩阵的偏移矩阵，目前没有完全解决，就是在两个通道的交界处，会由于观察矩阵的不同，当相机转动时，在那个交界处会出现明显的棱角，而不是平滑的过度的情况。

buptronin

sky11811 发表于 2011-7-23 18:07
你要面临的问题比你想象的要复杂的多。你这种做法是肯定不会成功的。

       **大哥，不好意思又翻陈年老帖，想借楼请教您图形学的问题，上课的时候没听讲，所以图形学基础比较差。
    我目前遇到一个这样的问题，就是：设置透视投影的fov为60度，或者90度，按照透视投影的原理，在视觉上，显示器上显示出来的场景的两边应该是存在一种“拉伸形变”的感觉的。这个应该没有疑问。当场景使用一台显示器或者一个投影仪显示的时候，这种现象应该还不是很明显。但是，当我使用Matrox TripleHead2Go 环幕仪进行分屏，然后外接三个投影仪，投影到三个屏幕的时候（左右两个屏幕与中间的屏幕成150度夹角），这种透视投影造成的视觉拉伸感特别明显，中间屏幕渲染的是视点方向的场景，这个是很正常的，两边的屏幕渲染的是视点左右方的场景，会明显的感觉树木或者房子沿着视点方向拉伸严重，这应该也是正常的。ps：我的程序中只用了一个主相机。fov角度设置为60度，宽高比为屏幕分辨率的宽高比。znear为1，zfar为500；
     后来，我想使用多相机进行渲染，在程序中模拟三个相机，中间一个主相机，左右两边使用slave相机，然后计算左右两个从相机的投影矩阵的偏移矩阵，计算绝对正确，观察矩阵继承主相机的。出来的结果仍然是两边的场景存在一定的视觉上的拉伸。应该也是正常情况。
     那么，我就想到另外一种情况，就是跟楼主的想法一样，投影矩阵继承主相机的投影矩阵，计算观察矩阵的偏移矩阵，以便三个相机构成完整的场景渲染。但是，我个人认为，即便计算正确，在左右两个屏幕与中间屏幕的交界处，也必然存在由于观察矩阵的不同而导致的偏差。我目前得到的结果是图形投影没有问题，就是感觉这个交界处是一条棱边一样，转动相机，会明显感觉场景在这个位置“波动”（不好描述，就是感觉中间一条凸起的棱边。） 这个应该也是正常情况吧？
      所以，我有个问题请教，就是，我如何做或者如何计算，在使用比较大的fov角度以获得更宽视野的时候，能避免这种因为透视投影造成的视觉拉伸呢？或者，您有什么建议？还望指教！基础较差，难免有错误的言论，正在努力补基础ing。