Enhancement: Initialize SE3 matrix with look_at() function

Đang mở
#37 1 bình luận 0 reaction 1 người được giao Xem trên GitHub

@petercorke đang làm issue này rồi.

Từ ngày 31/1/2022.

Đánh giá

Issue này chưa được đánh giá.

Mô tả

enhancement

Feature description

I was wondering if it would make sense to add a look_at() function for this library for initializing an SE3 transformation matrix. I personally use this when positioning a camera etc. where I want the camera at an exact position, look at a specific point, and define which axis is up. This makes defining the pose of the camera very easy. I use an implementation of this function in mitsuba2, where the parameters are

  • origin: defines the translation part of the matrix
  • target: the target point the z-axis should point towards
  • up: the direction which is perpendicular with the x-axis of the transform and the direction of the vector from the origin to the target

Examples

Below are a couple of examples of how the function works in Mitsuba2

Example 1
T = look_at(origin=[1,2,3], target=[0,0,0], up=[0,0,1])
print(T)
[[0.894427, -0.358569, -0.267261, 1],
 [-0.447214, -0.717137, -0.534522, 2],
 [0, 0.597614, -0.801784, 3],
 [0, 0, 0, 1]]
Example 2
T = look_at(origin=[0,0,0], target=[3,0,0], up=[0,1,0])
print(T)
[[0, -0, 1, 0],
 [0, 1, 0, 0],
 [-1, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 1]]

Mitsuba C++ implementation

Source: https://github.com/mitsuba-renderer/mitsuba2/blob/ab5a49d4199a1b08d4d6557dfe6b0336fff4cfdf/include/mitsuba/core/transform.h

    static Transform look_at(const Point<Float, 3> &origin,
                             const Point<Float, 3> &target,
                             const Vector<Float, 3> &up) {
        using Vector3 = Vector<Float, 3>;

        Vector3 dir = normalize(target - origin);
        dir = normalize(dir);
        Vector3 left = normalize(cross(up, dir));

        Vector3 new_up = cross(dir, left);

        Matrix result = Matrix::from_cols(
            concat(left, Scalar(0)),
            concat(new_up, Scalar(0)),
            concat(dir, Scalar(0)),
            concat(origin, Scalar(1))
        );

        Matrix inverse = Matrix::from_rows(
            concat(left, Scalar(0)),
            concat(new_up, Scalar(0)),
            concat(dir, Scalar(0)),
            Vector<Float, 4>(0.f, 0.f, 0.f, 1.f)
        );

        inverse[3] = inverse * concat(-origin, Scalar(1));

        return Transform(result, transpose(inverse));
    }

Generalization

The Mitsuba implementation only works for pointing the z-axis at a specific direction defined by the direction of the vector between the origin and the target. The up-axis is also predefined to specify a specific axis in the resulting transformation matrix. For generalization of the function, it could make sense to specify which axes should point toward to target, and which axis is up. This will however complicate the function further. One could split the functionality into three functions for example:

SE3.x_look_at(origin, target, up)
SE3.y_look_at(origin, target, up)
SE3.z_look_at(origin, target, up)

Does this makes sense for anyone else, or would it bloat the code and documentation?

Ngôn ngữ chính
Python
Star
641
Fork
102
Merge trung bình
1 ngày 18 giờ
Pull request đã merge (30 ngày)
4

Hướng dẫn đóng góp

Chưa lập chỉ mục được hướng dẫn đóng góp cho kho mã nguồn này

Bắt đầu từ đâu

  1. Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
  2. Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
  3. Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
  4. Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.

Issue khác của rai-opensource/spatialmath-python

Tất cả issue của rai-opensource/spatialmath-python

Issue tương tự

Thêm issue về Python

Nhận issue mới trong hộp thư của bạn

Bản tóm tắt ngắn những issue GitHub phù hợp với người mới.