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基础渲染系列(一)图形学的基石——矩阵

移动,旋转和缩放网格是通过操纵其顶点的位置来完成的。这属于空间上的变换,因此要在实际中看到它,我们必须使空间可见。可以通过创建用“点”组成的3D网格来实现。点可以是任何预制件。 ?...创建一个点,实际上就是实例化预制件,确定其坐标并为其赋予独特的颜色。 ? 网格最明显的形状是一个立方体,所以让我们开始吧。我们将其以原点为中心,因此变换(尤其是旋转和缩放)相对于网格立方体的中点。...围绕该轴旋转点就像旋转一个轮子。 由于Unity使用左手坐标系,因此在Z轴正方向观看时,正向旋转会使车轮逆时针旋转。 ? (绕着Z轴的2D旋转) 一个点旋转时会发生什么变化呢?...3.2 3D旋转矩阵 到目前为止,我们有一个2 x 2矩阵,可用于绕Z轴旋转2D点。 但我们实际上使用的是3D点。所以我们尝试乘法 ? , 因为矩阵的行和列长度不匹配。...但是,我们不会使用该方法,因为有一些有用的转换会改变底部的行。 5 投影矩阵 到目前为止,我们一直在将点从3D中的一个位置转换为3D空间中的另一个位置。但是这些点最终如何在2D显示器上绘制呢?

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游戏开发中的矩阵与变换

本指南大部分内容都使用Transform2D和 Vector2进行2D方面的研究,但是3D中的工作方式却非常相似。 注意 正如前面提到的教程,一定要记住,在陀,Y轴点是很重要的倒在2D。...如果我们在头部旋转这些按钮,则从逻辑上看,新的X轴应指向下方,新的Y轴应指向左侧。 您可以想象一下,您同时抓住了Godot徽标及其矢量,然后将其围绕中心旋转。...翻译转换矩阵 更改原点向量称为转换变换矩阵。平移基本上是“移动”对象的技术术语,但是它显然不涉及任何旋转。 让我们通过一个示例来帮助理解这一点。...但是,剪切在某些情况下可能很有用,了解剪切可以帮助您了解变换的工作方式。 为了直观地显示外观,让我们在Godot徽标上覆盖一个网格: 该网格上的每个点都是通过将基本向量相加而获得的。...v=rHLEWRxRGiM 表示3D旋转(高级) 2D和3D转换矩阵之间的最大区别在于,如何在没有基向量的情况下自己表示旋转。 使用2D,我们有一个简单的方法(atan2)在转换矩阵和角度之间切换。

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    ICRA 2021|用于LiDAR里程计和建图的Poisson表面重建

    对于点云配准,我们迭代地执行点云与三角形网格的数据关联,并确定位姿增量,以最小化误差度量。 对于点云之间的数据关联,通过邻居搜索或投影[32]发现的最近的点关联是一个常见的选择。...数据关联步骤还可能导致错误的对应,其中来自曲面的给定点与来自另一个曲面的网格中的相交点相关联。这种情况通常发生在光线没有击中任何靠近表面的地方,并击中一个很远的三角形时。...尽管如此,这种方法并不能正确地处理大的旋转运动,并且需要一个良好的初始估计来收敛,即使这也适用于最近邻的方法。 B....GT点云一起,我们用黄色突出显示GT模型中的点,它们距离第一行中显示的构建模型中最近点的距离大于σd=3cm。直观地说,黄点数越多,模型包含的错误或差距就越多。...DA 用于数据关联,RC 用于光线投射,NN 用于最近邻。粗体数字表示给定序列的最佳方法。 4)配准算法。为了研究配准方法的准确性,我们计算了数据集的整体训练序列的平均平移和旋转误差。

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    视觉进阶 | Numpy和OpenCV中的图像几何变换

    欧氏空间中的公共变换 在我们对图像进行变换实验之前,让我们看看如何在点坐标上进行变换。因为它们本质上与图像是网格中的二维坐标数组相同。...示例:围绕图像中心旋转、缩放和平移 让我们看一个变换,我们希望放大2倍,并围绕图像的中心位置旋转45度。 这可以通过应用以下复合矩阵来实现。...左手坐标系旋转是通过交换符号来实现的。 由于点围绕原点旋转,我们首先将中心平移到原点,然后再进行旋转和缩放 然后将点变换回图像平面。 将变换点舍入为整数以表示离散像素值。...此函数使用角度围绕点中心旋转图像,并使用比例缩放图像。...许多先进的计算机视觉,如使用视觉里程计和多视图合成的slam,都依赖于最初的理解变换。我希望你能更好地理解这些公式是如何在库中编写和使用的。

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    用Three.js建模

    要制作管状几何体,需要 3D 曲线。也有几种方法可以从2D曲线上制作表面。一种方法是围绕一个轴线旋转曲线,产生一个旋转的表面。表面由曲线旋转时通过的所有点组成。这叫做lathing。...LatheGeometry不是从曲线上构建的,而是从曲线上的一系列点构建的。点是Vector2型的对象,曲线位于xy平面中。表面是通过围绕y轴旋转曲线生成的。...第二个是当一个点围绕轴旋转时沿圆产生的表面细分的数量。在示例程序中,通过调用cosine.getPoints(128) 从余弦类型的曲线对象创建点阵列。...将图像映射到网格所需的纹理坐标是网格几何体的一部分。标准网格几何形状,如THREE.SphereGeometry已经定义了纹理坐标。...有一个更有用的方法来设置旋转:obj.lookAt(vec),它旋转对象,使其朝向给定点。参数vec是Vector3类型,必须在对象自己的本地坐标系中表示。

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    「单张图像重建3D网格」告别卡顿,从30分钟提速到45秒!浙大、加州大学等联合发布One-2-3-45:在线Demo可试玩

    新智元报道 编辑:LRS 【新智元导读】扩散模型不再慢,无缝支持基于文本生成3D网格任务!...最近,来自加州大学圣迭戈分校、加州大学洛杉矶分校、康奈尔大学、浙江大学、印度理工学院马德拉斯分校以及Adobe的研究人员联合提出一个新模型One-2-3-45,以任意物体的单张图像作为输入,只需45秒即可在一次前馈过程中生成一个完整的...360度的3D纹理网格。...在创建微调数据集的过程中,Zero123假设物体以坐标系的原点为中心,并使用球形摄像机,即摄像机放置在球面上并始终看着原点,相机位置参数包括极角、方位角和半径,两个点的差值即为相对摄像机变换参数。...为了使预测结果与真实网格对齐,线性搜索缩放因子和旋转角度,对采样点云应用迭代最邻近点(ICP),并选择离群值最多的点云。

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    科普:零基础了解3D游戏开发

    顶点可以理解为3D空间中的任意一个带xyz坐标的位置点,但顶点不仅包含了坐标位置信息,还有UV、法线、颜色等信息。其它的先不讲,我们继续来了解UV。...所以,点可以是1个像素,也可以是1毫米、1纳米、1千米等任意单位的基础单元。最终顶点之间用什么计量单位,通常由3D美术结合游戏设计而设定,3D游戏美术用的比较多的单位是米。...3D中的光源就是灯光,其它如泛光、环境光等都是光效,而非光源。...3D灯光有三种, 平行光(DirectionLight),点光(PointLight),聚光(SpotLight),LayaAir引擎不仅支持这些光源的任意类型,还支持在同一场景下任意添加多个不同类型的光源...顶点着色器是用来处理顶点数据的程序,如顶点坐标、法线、颜色和纹理坐标。

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    一文教会你三维网格物体识别

    因此,今天我要解决的问题是:如何输入 3D 网格物体(原始三角形和顶点),得到分类概率的输出。 我找到了如下几种解决方案: 对物体进行缩放并将其分割成体素。将体素给到神经网络中。...这可以通过功能强大的 trimesh 库来完成。它不仅提供读/写功能,而且有大量其他有用的功能,如网格变换,光线追踪等。 第二步是计算圆柱投影。圆柱投影是什么呢?...现在假设有一个包裹立方体的最小圆柱体。 ? 现在将圆柱体的侧面切割成 M×N 的网格。 ? 现在将每个网格节点垂直投影到主轴上并获取一组投影点。投影点集合由P表示。投影线集合由 S 表示。...绿色是主轴,红色是网格,黄色是几何投影线。 现在将 S 集合中的每段与网格体,即该立方体相交。你将从每条射线获得一个交点。将该点分配给相应的网格节点。 其实这是一个特例。...根据DeepPano论文,RWMP层的作用在于, 在 3D 物体围绕主轴旋转的情况下,保持识别精度不变。从技术上讲,RWMP 只是一个行式的 MaxPooling。

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    干货 | 三维网格物体识别的一种巧妙方法

    因此,今天我要解决的问题是:如何输入3D 网格物体(原始三角形和顶点),得到分类概率的输出。 我找到了如下几种解决方案: 对物体进行缩放并将其分割成体素。将体素给到神经网络中。...这可以通过功能强大的 trimesh 库来完成。它不仅提供读/写功能,而且有大量其他有用的功能,如网格变换,光线追踪等。 第二步是计算圆柱投影。圆柱投影是什么呢?...现在假设有一个包裹立方体的最小圆柱体。 ? 现在将圆柱体的侧面切割成M×N的网格。 ? 现在将每个网格节点垂直投影到主轴上并获取一组投影点。投影点集合由P表示。投影线集合由S表示。...绿色是主轴,红色是网格,黄色是几何投影线。 现在将S集合中的每段与网格体,即该立方体相交。你将从每条射线获得一个交点。将该点分配给相应的网格节点。 其实这是一个特例。...根据 DeepPano 论文,RWMP 层的作用在于, 在 3D 物体围绕主轴旋转的情况下,保持识别精度不变。从技术上讲,RWMP 只是一个行式的 MaxPooling。

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    前沿 | 超越像素平面:聚焦3D深度学习的现在和未来

    点云即三维空间中点的集合;每一点都是由某个(xyz)位置决定的,我们同时可以为其指定其它的属性(如 RGB 颜色)。...简单地从多个摄像头(如立体视觉系统 stereo)捕捉图像和构建多视图表示之间的区别在于,多视图实际上需要构建一个完整的 3D 模型,并从多个任意视点渲染它,以充分表达底层几何结构。...通过这种方式,VoxNet 通过在输入的体素网格的不同旋转方向上共享相同的学到的卷积核权值来学习这种旋转不变性。 VoxNet 代表着我们向真正的三维学习迈进了一大步,但是体素网格仍然具有一些缺点。...更具体地说,当我们给定点云中的 N 个点,网络需要学到相对于这 N 个输入点的全排列不变的唯一特征,因为这些输入给神经网络的点的顺序并不会影响底层的几何形状。...然而,通过将一个点和它周围最近的邻居作为一个有向图来考虑,Wang 等人构建了 EdgeConv 算子,它能够生成数据中各点独特的特征。

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    干货 | 平面图像的感知已经基本解决了,那三维数据的呢?

    体素网格架起了 2D 和 3D 视觉之间的桥梁——它们对于图像来说,最接近 3D 表示,可使 2D 深层学习概念(如卷积运算符)更易于适配 3D 场景。...用这种方式,VoxNet 通过共享横跨输入体素网格的不同旋转的相同的学习卷积核权重,来学习旋转不变性。 VoNET 代表了向真正的 3D 学习迈进的一大步,不过,体素网格仍然存在许多缺陷。...然而,如作者所指出的,点云只是 3D 空间里由 XYZ 坐标表示的一组点。更具体来说,假设给定点云中的 N 点,因为喂给网络的点的排序对底层几何没有影响,网络需要学习对输入数据的 N!...具有前景的新研究领域 图像卷积神经网络(Graph CNNs) 当前对用于处理 3D 数据的深度学习结构的研究,主要集中在点云表示方面,同时,最近的许多工作都是在延展点云分割/点云分割++的概念,并从其他领域汲取灵感来进一步提高性能...然而,通过将一个点和它周围最近的邻域视作一个定向图,Wang 等人构建了 EdGeConV,它是一个生成遍布数据中的点的唯一特征的运算符。

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    Android关于Canvas你所知道的和不知道的一切

    Paint是绘制用的画笔,它的特性是提供绘制工具与制定画笔的特殊效果(如笔头Cap,线接方式Join,六种Effect) View则是让黑匣子变成透明的视口,也是我们最熟悉。...onDraw.png ---- 2.准备网格与坐标系 如果要演示绘制,这两者必不可少,放在analyze包里 实现效果:给出坐标原点后会自动绘制坐标系以及网格和数字 ?...现在看到一个类有很多方法,--哇,太好了,哈哈,竟然连这方法都有,作者真给力省的我实现了。...---- 三、Canvas的画布变换 以前对Canvas的变换很厌倦,现在看了键值是神技 作为一代PS大神的我,理解Canvas状态保存与恢复本应易如反掌,为何最近才豁然开朗 1.先看下面的图形...定点旋转.png 4.平移画布:translate():写一堆mCoo,也就是让画布移动一下而已 效果必变,是不是清爽许多 private void stateTest(Canvas canvas

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    . | 分子表征的几何深度学习

    分子表面学习 分子表面可以定义为距离每个原子中心一定距离的包围分子的3D结构的表面。这种连续表面上的每个点都可以通过其化学性质(如疏水性、静电性)和几何性质(如局部形状、曲率)进一步表征。...最近,geodesic (2D)-CNN已被用于基于网格的蛋白质表面的特征学习,并以此预测蛋白质-蛋白质的相互作用和识别相应的结合位点。...但应用于网格的2D-CNN方法有一定的局限性,例如需要旋转数据增强和和强制执行均匀的网格分辨率 (即网格中所有点的间距均匀)。基于网格表示的GNN已将旋转等变性纳入其网络结构,并允许异构网格的分辨率。...RNN对序列数据建模,其中网络在任意第t个时间点(即序列中的任意第t个位置)的隐藏状态既取决于当前的观测值,也取决于之前的隐藏状态(图3b)。RNNs可以处理任意长度的序列输入,并提供任意长度的输出。...最近研究人员将Transformer用于分子属性预测和优化,从头分子设计,以及与E (3)和SE (3)等变层结合学习蛋白质的3D结构。

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    3D场景中物体模型选中和碰撞检测的实现

    在3D场景中常用的一个需求就是鼠标在屏幕上点击特定位置,选中一个物体模型,进行下一步的操作。比如说移动、旋转变形或者改变物体模型渲染外观等等。具体怎么实现呢?...计算开始于视图中最远的样本点,并且结束于最近的一个。这个工作流水线会确保被遮挡的体部分不影响上述过程得到的结果像素。 ?...*注意*,对于网格,面(faces)必须朝向射线原点,这样才能被检测到;通过背面的射线的交叉点将不被检测到。...raycaster所需要的点的位置,以屏幕中心为原点,值的范围为-1到1....如果设置,必须在每次调用之前清除这个数组(例如,array.length= 0;) 注意,对于网格,面(faces)必须朝向射线原点,这样才能被检测到;通过背面的射线的交叉点将不被检测到。

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    Basemap工具函数(4)

    npts 是多边形的定点数。...输入的 lon-lat 网格必须是规则的(cyl, merc, mill, cea 和 gall 投影) nx 和 ny 是输出网格的x和y的维度。输出网格覆盖了地图,而不是其域外的原点。...transform_vector 给定向量场的 东西 和 南北 方向分量以及经纬度点,然后对向量进行旋转,使向量场在地图投影上以适当的方向显示。...输入的 lon-lat 网格必须是规则的(cyl, merc, mill, cea 和 gall 投影) nx 和 ny 是输出网格的x和y的维度。输出网格覆盖了地图,而不是其域外的原点。...旋转和插值向量并返回新的网格 设置 nx 和 ny 为15,在地图投影上新的网格将是 15 x 15,这也是最后在地图上所能看到点数 绘制原始数据和插值后的数据

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    既可生成点云又可生成网格的超网络方法 ICML

    这个分配的选择允许创建连续的网格表示。因此,我们可以根据需要生成任意数量的点(可以从单位球上均匀采样)。有了目标网络,我们可以训练我们的点云模型,输出包含不同数量的点的形状。...最终我们获得了3D对象的高质量网格。 目标网络并没有直接训练。我们使用一个超网络 θHϕ:R3⊃X→θ ,即点云 X⊂R3将权重 θθ 返回给对应的目标网络 θTθ 。...为此,我们在训练的点云集上最小化点云之间的距离,例如 CD 或 EMD。更准确地说,我们取一个输入点云 X⊂R3 并将其传递给 Hϕ 。超网络将权重 θθ 返回给目标网络 θTθ 。...HyperNetwork 获得与使用其他模型的模型可比的结果,EMD 重建损失的优势在于采样任意数量的点。该模型的表现优于不使用 EMD 进行重构的 PointFlow,并且其不能直接生成3D网格。...生成3D网格 与参考的方法相比,我们模型的主要优势是无需任何后处理即可生成3D点云和网格。在图5中,我们展示了点云以及同一模型生成的网格表示。由于在3D球上使用均匀分布,我们可以轻松地构造网格。

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    3D人脸技术漫游指南

    比如,若已知某个像点 P 在成像平面上,由于不知道具体距离,则投影的像素点可以在相机原点与 P 连线上的任意位置,所以出游或者毕业时,可以拍出一张用手托人的错位效果图。...3D 人脸数据 3D 人脸相关任务一般有 3 种表征数据的方式:点云,网格图和深度图。 点云(Point cloud) 在三维点云中,每一个点都对应一个三维坐标 。...网格(Mesh) 三维网格使用在三维曲面上预计算好并索引的信息进行表示,相比于点云数据,它需要更多的内存和存储空间,但是由于三维网格的灵活性,更适合用来做一些三维变换,例如仿射变换、旋转和缩放。...Hausdorff 距离通过计算两张人脸的三维点云之间的最近点对之间的最大值,去评估空间中不同真子集之间的距离。...该论文创造新 ID 的方式是在作者的私有数据集中找到两个弯曲能量差异最大的 3D 人脸,通过加和得到一个新的 3D 人脸(详情请参考原文);同时提出了在人脸 3D 点云的识别网络中,采用大卷积核有利于更好地感受点云的形状信息

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    M2DP:一种新的三维点云描述子及其在回环检测中的应用

    3D SURF通过体素化3D网格并通过Haar小波响应定义每个体素的显著性,将流行的2D SURF描述符扩展到3D数据。...最后,3D Normal Distributions Transform(NDT)将3D空间划分为规则的网格单元。根据该单元的协方差矩阵,将每个单元分为线性、平面或球形三类之一。...本文中,使用分解后的左右奇异值矩阵的第一个向量作为点云描述子;方法框架如图1 图1:M2DP方法框架 B 点云预处理 回环检测中,描述子需要对三维空间保持移动不变性和旋转不变性,为了保持移动不变性,使用输入点云的中心作为描述子参考坐标系的原点...,使用主成分分析(PCA)对齐输入点云来实现旋转不变性。...,处理稀疏点云的能力是一个重要优势,未来,将研究M2DP对其他类型深度数据的适用性,如RGB-D和立体视觉深度图。

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    matlab的三维绘图和四维绘图「建议收藏」

    绘制函数z=f(x,y)的三维网格图的过程: 确定自变量x和y的取值范围和取值间隔 利用meshgrid函数生成“格点”矩阵 计算自变量采样“格点”上的函数值:Z = f(x,y) matlab中提供了...mesh函数用于实现绘制网格图: mesh(X,Y,Z):绘制三维网格图,颜色与曲面的高度相匹配 mesh(Z):系统默认颜色与网格区域的情况下绘制数据Z的网格图 mesh(…,C,’PropertyName...,主要与faced配合使用 lighting gouraud:先对定点颜色插补,在对定点勾画的面色进行插补,用于曲面表现 lighting phong:对定点出的法线插值,在计算个像素的反光,效果好,但费时...同样,从不同视点绘制的三维图形其形状也是不一样的。 视点的位置可由方位角和仰角表示。方位角又称旋转角,它是视点与原点连线在xy平面上的投影与y轴负方向形成的角度,正值表示逆时针,负值表示顺时针。...如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

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    基于结构的药物设计与几何深度学习

    KDEEP通过使用3D网格表示蛋白质-配体复合物来预测绝对结合能,其中每一个体素的特征由编码药理性质的通道所决定。由于3D-CNN缺少旋转不变性,通常将输入进行90°旋转作为数据增强。...区别于直接使用蛋白质结构的3D图最近提出的一种方法“蛋白质-配体相互作用图(PLIGs)”直接将蛋白质环境的信息加入到配体图的特征中,因而减小了问题规模。...基于网格的方法 DeepSite是一种早期的方法,它使用常规的3D网格表示蛋白质,其中,每一个体素特征由相邻原子类型的药效特性决定。使用滑动的子网格,该网络输出每一个子网格可能接近结合位点的概率。...如下图所示: 此外,还有人使用基于3D网格的蛋白质结合位点表示作为输入,用于学习隐空间然后被编码成序列。...他们顺序的从预先学习到的的分布中采样出原子,并且已经被证明具有一系列的分子性质。最近提出了一种E(3)等变的扩散模型,它能够通过对正态分布的点降噪生成分子的3D图。

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