世界坐标系

一、为什么需要世界坐标系？

受限于相机FOV（视场角）以及拍摄时的位置与角度，拍摄的单张图像所含信息有限，当需要把多张图像的信息聚合在一起时，所面临的一个问题就是 不同图像在拍摄时处于各自的 相机/物理/像素 坐标系中，这些相对坐标系绝大部分情况下并不相同，要同时处理多张图像信息，便必须将多张图像的信息放置于同一个坐标空间内，使用相同的标准进行描述。

即想将不同视点/视角拍摄的图像信息整合在一起就必须将所有的信息放在同一个坐标系下，这个坐标系应与各张图像的 相机/物体/像素 这些相对坐标系无关，在确定后应不变且唯一，即应为绝对坐标系，我们将这个坐标系称为 世界坐标系 。

在通过变换矩阵将各自相对坐标系中的图像坐标变化至世界坐标系中后，之前的相对坐标系便可不再考虑，在单一的世界坐标系里对不同图像信息进行操作。

讲到这里我们只解释了世界坐标系是什么以及为什么需要世界坐标系的问题，但这些均为概念性的知识，要真正理解世界坐标系的全貌，就必须把那些 抽象概念具体化 ，消除那些随机性。即需了解在真实的应用场景中世界坐标系究竟是如何指定的。

二、实践中，相机世界坐标系的指定

在实践中，世界坐标系的选取可分为两种情况，单目相机与双目相机。

1. 单目相机

在单目相机中，我们通常选择拍摄第一张图像时的相机坐标系作为世界坐标系，即以拍摄第一张图像时相机的光心（小孔）作为原点，X轴为水平方向，Y轴为竖直方向，Z轴指向拍摄第一张图像时相机所观察的方向。选定后世界坐标系便不再发生变化，即不变且唯一。

2. 双目相机

在双目相机(A,B)中，与单目相机大同小异，我们可选取其中一个相机A拍摄第一张图像时的相机坐标系为世界坐标系，即以相机A拍摄第一张图像时相机的光心（小孔）作为原点，X轴为水平方向，Y轴为竖直方向，Z轴指向拍摄第一张图像时相机A所观察的方向。

此部分内容来自：知乎-作者：diversity