Blender相机参数与矩阵计算

Blender相机参数与矩阵计算

Created: May 12, 2022 9:40 AM
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1. Blender相机参数

Blender中的虚拟相机常用的参数有：

• Resolution X & Y - 相机分辨率
  

• Type - 相机类型（透视、正交、全景）
  

• Field of view - 视野 / Focal length - 焦距
  

• Sensor size - 传感器大小
  
  除了相机的特有属性之外，还有相机作为空间物体的基本属性，包括空间位置以及旋转等。

2. 相机矩阵计算

2.1 外参矩阵

Blender支持直接输出相机外参矩阵，方法见下图。

2.2 内参矩阵

暂时不支持直接输出，可以通过计算获得。

先看一下内参矩阵的意义，

内参矩阵 $K$ 是为了将相机坐标系下的3D坐标转为渲染图中像素的2D坐标，

$$m=K{M}_c$$

其中 $M_c$ 为3D空间中某一个点的坐标。

$K$ 矩阵包含了上文中提到的各种相机参数，具体的表示为：

$$K=\left[\begin{array}{ccc}{\alpha }_u& s& u_0\\ 0& {\alpha }_v& v_0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{f}{p_w}& s& u_0\\ 0& \frac{f}{p_h}& v_0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$$

其中，$f$ 为焦距长度（mm），$p_w$ 和 $p_h$ 为长度和宽度方向上相机传感器的大小，$u_0$ 和 $v0$ 为主点坐标。

如何计算？

上面的公式中，$f,p_w,p_h$可以直接通过设置得到，$u_0,v_0$设置为照片分辨率的一半即可。