cameracoördinatensysteem

Een cameracoördinatensysteem is een ruimtelijk referentiesysteem waarin de camera zelf als referentiepunt fungeert en waarin 3D-punten uit de scène worden uitgedrukt als vectoren in de camera-ruimte. De oorsprong ligt doorgaans in het optische centrum van de camera en de Z-as wijst vanuit de camera de scène in. De X- en Y-assen bepalen de ligging van punten op het denkbeeldige beeldvlak; afhankelijk van de conventie kan X naar rechts en Y omhoog of omlaag wijzen. In de beeldverwerking worden vaak X naar rechts en Y naar beneden gehanteerd, terwijl sommige beschouwingen Y omhoog houden om een rechtshandig coördinatiesysteem te behouden.

Een wereldpunt X_W wordt naar camera-ruimte getransformeerd via X_cam = R X_W + t, waarbij R een 3x3 rotatiematrix is en t een 3x1 translatievector. Daarna volgt projectie op het beeld: de pixelcoördinaten x en y worden gegeven door x = f_x X_cam / Z_cam + c_x en y = f_y Y_cam / Z_cam + c_y, waarbij f_x en f_y de vervormde brandpunten zijn en (c_x, c_y) het principal point (hoofdpunt) aangeven. In matrixvorm kan dit geschreven worden als x_pix ~ K [R|t] X_W, waarbij K de intrinsieke matrix is die f_x, f_y, c_x, c_y en eventuele skew s bevat: K = [f_x s c_x; 0 f_y c_y; 0 0 1].

Conventies verschillen tussen disciplines en bibliotheken; veelvoorkomende keuzes zijn X naar rechts, Y naar beneden en Z vooruit in camera-ruimte, terwijl sommigen Y omhoog kiezen om een volledig rechtshandig systeem te behouden. Cameracoördinatensystemen vormen de basis van calibratie, extrinsieke en intrinsieke parameters, en van toepassingen zoals 3D-reconstructie en augmented reality.