cameramodellen

Een cameramodellen is een wiskundige representatie van hoe een camera een scène omzet in een afbeelding. Ze beschrijven zowel het optische deel als de digitale verwerking die nodig is om 3D-punten in 2D-pixels te projecteren. Cameramodellen worden gebruikt bij camera-calibratie, beeldinterpretatie en simulaties in computer vision, robotica, augmented reality en fotogrammetrie.

Een veelgebruikte basis is het pinhole-model, waarin een 3D-punt X in camera- of wereldcoördinaten via een projectie wordt omgezet naar een beeldpunt x. Deze transformatie wordt vaak weergegeven met een intrinsieke matrix K en extrinsieke parameters R (rotatie) en t (translatie): x ∼ K [R | t] X. Intrinsieke parameters beschrijven de eigenschappen van de camera zelf, zoals brandpuntsafstand (fx, fy), het hoofdpunt (cx, cy) en eventuele skew tussen assen, evenals koord- of lensvervorming. Distortiecoeficiënten modelleren aberraties zoals radiale en ruwe tangentiële vervorming.

Verschillende cameramodellen bestaan naast het basis-pinhole-model, bijvoorbeeld voor grote gezichtsvelden of fisheye-lenzen. Dergelijke modellen gebruiken afwijkende projecties (bijv. equidistant of equisolid angle) om de beeldvorm correct te beschrijven. Calibratie is het proces om de parameters te schatten, vaak door meerdere beelden van een patronuspatroon (zoals een schaakbord) en methoden zoals Zhang’s methode toe te passen.

Toepassingen omvatten 3D-reconstructie, robotnavigatie, virtuele- en augmented reality, en visie-systemen voor kwaliteitscontrole. In computergraphics en rendering is de cameramodellen nodig om realistische perspectiefprojecties en zichtlijnen te simuleren, waarbij veld van kijk, nabij- en verre grenzen en samensmelting met beeldresolutie bepalen isometrische effecten.