Python中如何创建搜索路径，计算摄影光线角度，计算遮挡三角形

1. 创建搜索路径

在Python中，可以使用sys模块中的path属性来创建搜索路径。例如，以下代码将当前目录和子目录添加到搜索路径中：

import sys
sys.path.append('.')
sys.path.append('./subdir')

这样，在导入模块时，Python会在这些路径中搜索模块。

2. 计算摄影光线角度

计算摄影光线角度需要知道摄影机的位置和方向，以及目标物体的位置。可以使用向量运算来计算摄影光线的方向向量，并使用向量点积计算角度。

假设摄影机位于点A，方向向量为向量B，目标物体位于点C，则摄影光线的方向向量为向量D = C - A，摄影光线与方向向量B的角度为arccos(D · B / |D||B|)。

下面是一个示例代码：

import math

# 摄影机位置和方向向量
camera_pos = (0, 0, 0)
camera_dir = (1, 0, 0)

# 目标物体位置
target_pos = (1, 1, 1)

# 计算摄影光线方向向量
ray_dir = (target_pos[0] - camera_pos[0], target_pos[1] - camera_pos[1], target_pos[2] - camera_pos[2])

# 计算摄影光线与方向向量的角度
angle = math.acos(sum(i*j for i,j in zip(ray_dir,camera_dir)) / (math.sqrt(sum(i**2 for i in ray_dir)) * math.sqrt(sum(i**2 for i in camera_dir))))

print(angle)

3. 计算遮挡三角形

计算遮挡三角形需要知道三角形的三个顶点，以及摄影机的位置和方向。可以使用向量叉积来计算三角形的法向量，并使用向量点积判断三角形是否朝向摄影机。如果三角形朝向摄影机，则计算摄影光线与三角形平面的交点，判断该交点是否在三角形内部。

下面是一个示例代码：

import math

# 摄影机位置和方向向量
camera_pos = (0, 0, 0)
camera_dir = (1, 0, 0)

# 三角形顶点
v1 = (1, 0, 0)
v2 = (0, 1, 0)
v3 = (0, 0, 1)

# 计算三角形法向量
edge1 = (v2[0]-v1[0], v2[1]-v1[1], v2[2]-v1[2])
edge2 = (v3[0]-v1[0], v3[1]-v1[1], v3[2]-v1[2])
normal = (edge1[1]*edge2[2]-edge1[2]*edge2[1], edge1[2]*edge2[0]-edge1[0]*edge2[2], edge1[0]*edge2[1]-edge1[1]*edge2[0])

# 判断三角形是否朝向摄影机
if sum(i*j for i,j in zip(normal,camera_dir)) >= 0:
    # 三角形朝向摄影机，计算摄影光线与三角形平面的交点
    d = -sum(i*j for i,j in zip(normal,v1))
    t = -(sum(i*j for i,j in zip(normal,camera_pos)) + d) / sum(i*j for i,j in zip(normal,camera_dir))
    intersection = (camera_pos[0] + t*camera_dir[0], camera_pos[1] + t*camera_dir[1], camera_pos[2] + t*camera_dir[2])
    
    # 判断交点是否在三角形内部
    v1v2 = (v2[0]-v1[0], v2[1]-v1[1], v2[2]-v1[2])
    v1v3 = (v3[0]-v1[0], v3[1]-v1[1], v3[2]-v1[2])
    p1 = (intersection[0]-v1[0], intersection[1]-v1[1], intersection[2]-v1[2])
    u = (sum(i*j for i,j in zip(p1,v1v2)) / sum(i**2 for i in v1v2), sum(i*j for i,j in zip(p1,v1v3)) / sum(i**2 for i in v1v3))
    if u[0] >= 0 and u[1] >= 0 and u[0] + u[1] <= 1:
        print('Triangle is visible')
    else:
        print('Triangle is occluded')
else:
    print('Triangle is facing away from the camera')