如何找到视点坐标？

Question

我有太阳的方位角、仰角和方向矢量.. 我想在太阳光线方向上放置一个有一定距离的视点。谁能描述或提供有助于我理解和实施所需步骤的资源的链接？

我使用笛卡尔坐标系从方位角和仰角查找方向向量。然后查找 这个question的视口origin.image

x = distance
y = distance* tan azimuth
z = distance * tan elevation.

我想找到那个距离值...如何？

Answer 1

1. 方位坐标系参考NEH（几何东北高（上））参考系！！！

   在您的图像链接中，它引用了-Y 轴，除非您不渲染世界而是进行一些非线性图形投影，否则它是不正确的，那么它是哪一个？

   顺便说一句，ECEF/WGS84 and NEH 您可以了解如何为 WGS84

   计算 NEH

   我可以看到你在坐标之间的计算很糟糕，所以为了清楚起见，这就是它的样子：

   左侧是全球地球视图，其中一个 NEH 计算其位置（其原点）。中间是表面对齐的侧视图，右侧是表面对齐的顶视图。蓝色洋红色绿色是输入方位角坐标，棕色是x,y,z 笛卡尔投影（坐标在其轴上）所以：

   Dist'= Dist *cos(Elev  );
   z    = Dist *sin(Elev  );
   x    = Dist'*cos(Azimut);
   y    =-Dist'*sin(Azimut);
   

   如果您使用不同的参考框架或轴方向，则相应地更改它...

2. 我怀疑你使用 4x4 同质变换矩阵

   用于表示坐标系并保持您的视口，请看这里：

   • transform matrix anatomy

3. 构建视口

   您需要X,Y,Z 轴向量和O 原点位置。 O 你已经有了（至少你认为）并且Z 轴是光线方向，所以你也应该拥有它。现在只需计算 X,Y 与某物对齐（否则视图将围绕射线旋转）我使用 NEH 来实现：

   view.Z=Ray.Dir // ray direction
   view.Y=NEH.Z // NEH up vector
   view.X=view.Y x view.Z // cross product make view.X axis perpendicular to Y ansd Z
   view.Y=view.Z x view.X // just to make all three axises perpendicular to each other
   view.O=ground position - (distance*Ray.Dir);
   

   要使其成为有效的 view_port，您必须：

   view = inverse(view)*projection_matrix;
   

   为此您需要inverse matrix computation

4. 如果你想要整件事

   那么您还想在这种情况下添加太阳/地球位置计算：

   • complete Earth-Sun position by Kepler's equation

5. 距离

   现在很清楚背后是什么，如果您想将其设置为太阳，则只需设置距离，那么它将是 distance=1.0 AU;（天文单位），但这是一个巨大的距离，如果您有远见，您的地球将会是非常小，而是使用更近的距离来匹配您的视图大小看这里：

   • How to position the camera so that the object always has the same size