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从法线向量给定的平面到XY平面的映射坐标

algorithm

因此,我有此算法来计算法线向量给定的3D形状的横截面。

但是,我当前的问题是,该横截面是一组3D点(都位于给定平面上),并且要显示该剖面,我需要将此坐标映射到XY平面。

如果平面法线是(0,0,c)之类的东西,这将是完美的-我只是复制x和y坐标而放弃z。

这是我的问题:由于我不知道如何转换其他平原,有人可以给我任何有关我现在应该做什么的提示吗?


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2020-07-28

共1个答案

小编典典

您的窗格由法线矢量定义

n=(xn,yn,zn)

为了进行协调转换,我们需要2个基本向量和一个零点的窗格

基本向量

我们选择了那些“自然”适合x / y窗格的样式(有关边缘情况,请参阅下文):

b1=(1,0,zb1)
b2=(0,1,zb2)

我们想要

b1 x b2 = n*c (c const标量)

确保这两个是真正的基础

现在解决这个问题:

b1 x b2= (0*zb2-zb1*1,zb1*0-1*zb2,1*1-0*0) = (zb1,zb2,1)
zb1*c=xn
zb2*c=yn
1*c=zn

c=zn,
zb2=yn/c=yn/zn
zb1=xn/c=xn/zn

b1=(1,0,yn/zn)
b2=(0,1,xn/zn)

并将其标准化

bv1=(1,0,yn/zn)*sqrt(1+(yn/zn*yn/zn))
bv2=(0,1,yn/zn)*sqrt(1+(xn/zn*xn/zn))

边缘情况是,当zn = 0时:在这种情况下,法线向量与x /
y窗格平行,并且不存在自然的基本向量,因此,您必须通过美观的POV选择基本的b1和b2向量并通过相同的解决方案过程,或者只是选择了bv1和bv2。

零点

您在OQ中没有提到窗格的锚点,但是有必要将窗格与无限个并行窗格族区分开来。

如果锚点为(0,0,0),则这是坐标转换的理想锚点,并且窗格具有

x*xn+y*yn+z*zn=0,
(y0,y0,z0)=(0,0,0)

如果没有,我假设您的锚点为(xa,ya,za),并且窗格具有

x*xn+y*yn+z*zn=d

与d const标量。自然的拟合将是窗格的点,它是由原始零点在窗格上的法线投影定义的:

P0=(x0,y0,z0)

(x0, y0, z0) = c * (xn,yn,zn)

解决这个问题

x*xn+y*yn+z*zn=d

c*xn*xn+c*yn*yn+c*zn*zn=d

c=d/(xn*xn+yn*yn+zn*zn)

从而

P0=(x0,y0,z0)=c*(xn,yn,zn)

被发现。

最终转型

通过将窗格的每个点(即要显示的那些点)表示为

P0+x'*bv1+y'*bv2

其中x’和y’为新坐标。既然我们知道P0,bv1和bv2,这是微不足道的。如果不是边缘情况,则bv1.y和bv2.x中的值为零,从而进一步减少了问题。

x’和y’是您想要的新坐标。

2020-07-28