投影矩阵的几个问题及图像有时变形的原因
投影矩阵的几个问题及图像有时变形的原因
提问于 2021-11-27 04:27:22
我目前正在进行3d渲染，并且我试图在没有任何附加库的情况下完成它(除了游戏、数学、系统)，.I已经做了很多研究，但仍然不能完全理解数学(我正在使用维基百科上的方法)。它确实输出了正确的坐标，但有时会出现严重的变形。结果是这样的。我不太明白矩阵，所以我很难调试。我真的可以用一些帮助，为什么它是变形或简单的矩阵如何工作，非常感谢！
这是我的密码：
import pygame
import math
import sys
width = 600
height = 480
class Triangle:
def __init__(self, verts):
for i in range(len(verts)):
for r in range(3):
verts[i][r] = int(float(verts[i][r]))
self.verts = verts类三角形是为了使代码更易于阅读
def getobj(filename):
verts = []
ind = []
triangles = []
data = None
with open(filename, 'r') as f:
data = f.readline()
while data:
data = data.rstrip("\n").split(" ")
if data[0] == 'v':
verts.append([-1 * int(float(data[1])), -1 * int(float(data[2])), -1 * int(float(data[3]))])
elif data[0] == 'f':
v = []
t = []
n = []
for i in range(3):
l = data[i + 1].split('/')
v.append(int(l[0]))
t.append(int(l[1]))
n.append(int(l[2]))
ind.append([v, t, n])
data = f.readline()
for points in ind:
v = []
for i in points[0]:
v.append(verts[i - 1])
triangles.append(Triangle(v))
return triangles从obj文件中获取顶点和行
class Matrix:
def __init__(self, matrix):
self.matrix = matrix
self.height = len(matrix)
self.width = len(matrix[0])
def __add__(self, other):
result = []
for h in range(self.height):
row = []
for w in range(self.width):
row.append(self.matrix[h][w] + other.matrix[h][w])
result.append(row)
return Matrix(result)
def __sub__(self, other):
result = []
for h in range(self.height):
row = []
for w in range(self.width):
row.append(self.matrix[h][w] - other.matrix[h][w])
result.append(row)
return Matrix(result)
def __mul__(self, other):
result = []
for h in range(self.height):
SUM = 0
for w in range(self.width):
SUM += self.matrix[h][w] * other.matrix[0][w]
result.append(SUM)
return Matrix([result])类矩阵是为了使矩阵的加法、减法和乘法更加容易。
class Cam:
def __init__(self):
self.pos = Matrix([[0, 0, 0]])
self.rot = [0, 0, 0]
def getcoord(self, coord):
m = Matrix([coord])
data = m - self.pos
F = Matrix([
[math.cos(self.rot[2]), math.sin(self.rot[2]), 0],
[-1 * math.sin(self.rot[2]), math.cos(self.rot[2]), 0],
[0, 0, 1]
])
S = Matrix([
[math.cos(self.rot[1]), 0, -1 * math.sin(self.rot[1])],
[0, 1, 0],
[math.sin(self.rot[1]), 0, math.cos(self.rot[1])]
])
T = Matrix([
[1, 0, 0],
[0, math.cos(self.rot[0]), math.sin(self.rot[0])],
[0, -1 * math.sin(self.rot[0]), math.cos(self.rot[0])]
])
data = F * data
data = S * data
data = T * data
x = (width / 2) * data.matrix[0][0] / data.matrix[0][2]
y = (height / 2) * data.matrix[0][1] / data.matrix[0][2]
return [x, y]
def events(self, event):
if event.type == pygame.MOUSEMOTION:
x, y = event.rel
x /= 300
y /= 300
self.rot[0] -= y
self.rot[1] += x
def update(self, dt, key):
s = dt * 2
if key[pygame.K_LSHIFT]: self.pos.matrix[0][1] -= s
if key[pygame.K_SPACE]: self.pos.matrix[0][1] += s
x, y = s*math.sin(self.rot[1]), s*math.cos(self.rot[1])
if key[pygame.K_w]: self.pos.matrix[0][0] -= x; self.pos.matrix[0][2] -= y
if key[pygame.K_s]: self.pos.matrix[0][0] += x; self.pos.matrix[0][2] += y
if key[pygame.K_a]: self.pos.matrix[0][0] += y; self.pos.matrix[0][2] -= x
if key[pygame.K_d]: self.pos.matrix[0][0] -= y; self.pos.matrix[0][2] += x控制移动和旋转的位置，以及使用投影矩阵的位置。
cam = Cam()
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((width, height))
clock = pygame.time.Clock()
pygame.event.get()
pygame.mouse.get_rel()
pygame.mouse.set_visible(0)
pygame.event.set_grab(1)初始化
# tris = getobj("untitled.obj")
tris = [
Triangle([[1, -1, 1], [-1, -1, -1], [-1, -1, 1]]),
Triangle([[-1, -1, -1], [1, 1, -1], [-1, 1, -1]]),
Triangle([[1, -1, -1], [1, 1, 1], [1, 1, -1]]),
Triangle([[-1, 1, 1], [1, 1, -1], [1, 1, 1]]),
Triangle([[-1, -1, 1], [-1, 1, -1], [-1, 1, 1]]),
Triangle([[1, -1, 1], [-1, 1, 1], [1, 1, 1]]),
Triangle([[1, -1, 1], [1, -1, -1], [-1, -1, -1]]),
Triangle([[-1, -1, -1], [1, -1, -1], [1, 1, -1]]),
Triangle([[1, -1, -1], [1, -1, 1], [1, 1, 1]]),
Triangle([[-1, 1, 1], [-1, 1, -1], [1, 1, -1]]),
Triangle([[-1, -1, 1], [-1, -1, -1], [-1, 1, -1]]),
Triangle([[1, -1, 1], [-1, -1, 1], [-1, 1, 1]])
]我使用的obj文件中的数据。
while True:
dt = clock.tick()/1000
screen.fill((255, 255, 255))
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT: pygame.quit(); sys.exit()
cam.events(event)
for tri in tris:
coord1 = cam.getcoord(tri.verts[0])
coord2 = cam.getcoord(tri.verts[1])
coord3 = cam.getcoord(tri.verts[2])
pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (int(coord1[0]), int(coord1[1])), (int(coord2[0]), int(coord2[1])))
pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (int(coord1[0]), int(coord1[1])), (int(coord3[0]), int(coord3[1])))
pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (int(coord2[0]), int(coord2[1])), (int(coord3[0]), int(coord3[1])))
pygame.display.flip()
key = pygame.key.get_pressed()
cam.update(dt, key)在屏幕上画点。
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2021-11-27 04:52:50
矩阵乘法的定义不正确。我已经用呈现的风格重写了它，不过我要评论的是，有更多的节奏曲方法可以做到这一点：
def __mul__(self, other):
if self.width != other.height:
raise ValueError("incompatible matrices")
result = []
for h in range(self.height):
row = []
for w in range(other.width):
SUM = 0
for i in range(self.width):
SUM += self.matrix[h][i] * other.matrix[i][w]
row.append(SUM)
result.append(row)
return Matrix(result)页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持
原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/70132049
复制相关文章
相似问题
腾讯云开发者
