vtkTransform Multiply 비교

1. 개요

vtkTransform 의 PreMultiply와 PostMultiply 방식을 비교한다.

 

2. PreMultiply

Matrix 곱을 수행할 때 기존의 matrix를 pre 즉 앞단에 놓고 계산을 한다. 함수의 명칭때문에 헷갈리지만 명칭의 기준이 기존 matrix 값을 의미한다.

Matrix = PrevMatrix * NewMatrix 

로 표현할 수 있다.

이럴 경우 matrix의 좌표계는 상대 좌표계로 계산된다.

 

3. PostMultiply

PreMultipy 와 반대로 기존 matrix 값을 post 뒷단에 놓고 계산 한다.

Matrix = NewMatrix * PrevMatrix

로 표현할 수 있다.

이럴 경우 matrix의 좌표계는 월드 좌표계로 계산된다.

 

3. 구현

vtkAnnotationCubeActor를 만들고 각각의 Matrix multiply 방식에 따라 Actor가 어떻게 이동하는지 비교한다.

public void TestMultiplyAnalysis()
{
    var cubePreMultiply = CreateAnnotatedCubeActor();
    cubePreMultiply.GetCubeProperty().SetColor(VtkColorUtils.GetNamedColor3dPtr("Red"));
    var preAssembly = cubePreMultiply.GetAssembly();

    // PreMultiply 는 Default 설정값이다.
    // 연속되는 Matrix를 상대 좌표계로 계산되어 축적된다.
    // Matrix = PrevMatrix * NewMatrix
    vtkTransform transform = vtkTransform.New();
    transform.PreMultiply();    
    transform.Translate(5.0, 0, 0);
    transform.RotateZ(90);
    transform.RotateX(45);
    preAssembly.SetUserTransform(transform);
    
    Console.WriteLine(PrintMatrix(transform.GetMatrix()));

    var cubePostMultiply = CreateAnnotatedCubeActor();
    cubePostMultiply.GetCubeProperty().SetColor(VtkColorUtils.GetNamedColor3dPtr("Blue"));
    var postAssembly = cubePostMultiply.GetAssembly();

    // PostMultiply 는 연속되는 Matrix를 앞단으로 계산을 한다.
    // 따라서 Matrix를 역으로 계산하게 되며, 이는 Global 좌표계를 기준으로 축적된다.
    // Matrix = NewMatrix * PrevMatrix 
    transform = vtkTransform.New();
    transform.Identity();
    transform.PostMultiply();
    transform.Translate(5.0, 0, 0);
    transform.RotateZ(90);
    transform.RotateX(45);
    postAssembly.SetUserTransform(transform);

	Console.WriteLine(PrintMatrix(transform.GetMatrix()));

    axesLength = 5;
    renderer.AddActor(cubePreMultiply);
    renderer.AddActor(cubePostMultiply);
    renderer.ResetCamera();
}
private vtkAnnotatedCubeActor CreateAnnotatedCubeActor()
{
    vtkAnnotatedCubeActor cube = vtkAnnotatedCubeActor.New();
    cube.GetTextEdgesProperty().SetColor(1, 1, 1); // set edge color to white
    cube.GetTextEdgesProperty().SetLineWidth(2); // increase edge line width
    cube.GetCubeProperty().SetColor(0, 0, 1); // set the cube color to blue

    return cube;
}

Matrix Output

[PreMultiply]
0.0000 -0.7071 0.7071 5.0000
1.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.0000 0.7071 0.7071 0.0000
0.0000 0.0000 0.0000 1.0000

[PostMultiply]
0.0000 -1.0000 0.0000 0.0000
0.7071 0.0000 -0.7071 3.5355
0.7071 0.0000 0.7071 3.5355
0.0000 0.0000 0.0000 1.0000

Render 된 결과를 보면 Red(PreMultiply)의 경우는 글로벌 좌표를 기준으로 X 이동 후 해당 로컬 좌표계에서 Rotation 을 연속으로 수행한다.

반면, Blue(PostMultiply)는 글로벌 좌표를 기준으로 X 이동 후 계속해서 글로벌 좌표계 원점(0,0)를 기준으로 Rotation을 연속으로 수행한다.