在格中复制rgl视点

Question

使用rgl交互地选择一个像样的观点，然后在lattice三维图形中采用相同的方向是很方便的。例如，给出以下使用非信息视角的绘图。

library(lattice)
wireframe(volcano, screen = list(x=0, y=0, z=0))

​

​

在rgl中，也可以通过

library(rgl)
persp3d(volcano)
view3d(0, 0)

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交互作用下，可以很容易地将图旋转到信息丰富的视图。

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​

给出当前rgl视点的矩阵可以通过

p <- par3d()
p$userMatrix

如何将此矩阵转换为相应的x**，**y**，**z screen 参数，以便在格子中复制视图？

更新1

我在下面试了42的转换。代码显示每一行的rgl图和相应的格图。如果我正确地实现了它(请参阅下面的代码)，似乎仍然存在一个问题。

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# convert rgl viewpoint into lattice 
# screen orientation
rgl_to_lattice_viewpoint <- function()
{
  p <- par3d()
  rotm <- p$userMatrix
  B = 360*atan(rotm[1,2]/rotm[2,2])/(2*pi)
  P = 360*asin(-rotm[3,2])/(2*pi)
  H = 360*atan(rotm[3,1]/rotm[3,3])/(2*pi)
  list(x=-B, y=-P, z=-H)
}


# read and plot PNG image 
plot_png <- function(f)
{
  img <- readPNG(f)
  rimg <- as.raster(img)      # raster multilayer object
  plot(NULL, xlim=c(0,1), ylim=c(0,1), xlab = "", ylab = "", 
       asp=1, frame=F, xaxt="n", yaxt="n")
  rasterImage(rimg, 0, 0, 1, 1) 
}


# create rgl snapshot with random rotation and 
# corresponding lattice wireframe plot
lattice_plus_rgl_plot <- function()
{
  # rgl plot random rotation
  persp3d(volcano, col = "green3")
  theta <- sample(-180:180, 1)
  phi <- sample(-90:90, 1)
  view3d(theta, phi, fov=40)
  v <- rgl_to_lattice_viewpoint()
  f <- tempfile(fileext = ".png")
  rgl.snapshot(f)
  rgl.close()

  # lattice plot
  f2 <- tempfile(fileext = ".png")
  png(f2)
    print(wireframe(volcano, screen = v))
  dev.off()

  # plot both
  plot_png(f)  
  plot_png(f2)  
}

# CREATE SOME PLOTS 

library(rgl)
library(lattice)
library(png)
par(mfrow=c(3,2), mar=c(0,0,0,0))
replicate(3, lattice_plus_rgl_plot())

Answer 1

我用这个问题的答案从旋转矩阵转换为角度：Conversion euler to matrix and matrix to euler。我承认，我在这里看到了另一个有点不同的答案：How to calculate the angle from Roational matrix。(我的线性代数不足以判断其中哪一个是正确的。)

p <- par3d()
rotm <- p$userMatrix
B = 360*atan(rotm[1,2]/rotm[2,2])/(2*pi)
P = 360*asin(-rotm[3,2])/(2*pi)
H = 360*atan(rotm[3,1]/rotm[3,3])/(2*pi)

> print(list(B,P,H))
[[1]]
[1] 41.54071

[[2]]
[1] 40.28412

[[3]]
[1] 41.24902

那时，我已经将RGL对象旋转到了您建议的大致“查看点”。我通过实验发现，提供给线框调用的负值提供了明显正确的结果。“查看器旋转角度”似乎被认为是“物体旋转角度”的负值。

 png(); print(wireframe(volcano, screen = list(x=-B, y=-P, z=-H)) ); dev.off()

​

​

在rotate.wireframe包中有一个TeachingDemos函数，但是它不能很好地同时运行rgl绘图。(在我关闭rgl设备之前，没有明显的阴谋。)当它运行在Mac (穿过格子图的厚厚的黑线)上时，它似乎也是一种小马车。它使用X11/XQuartz设施通过tk/tcl函数管理交互，而我无法从显示的角度再现这些情节。看了看代码，我无法理解为什么会这样。但你的里程可能不一样。

Answer 2

函数的这个版本使用来自orientlib包的转换，并使旋转矩阵成为一个参数：

rgl_to_lattice_viewpoint <- function(rotm = par3d("userMatrix"))
{
  e <- -orientlib::eulerzyx(orientlib::rotmatrix(rotm[1:3, 1:3]))@x*180/pi
  list(z = e[1], y = e[2], x = e[3])
}

注意，z，y，x顺序是基本的。

使用它代替您的函数，我得到了以下输出：

​

这些都是正确的旋转。我不知道是否也有可能找到匹配的视角。

编辑以添加：rgl版本0.95.1468，到目前为止只能在R-锻造，包含该功能的一个版本，以及一个基本图形。