最常见的成像变换是几何透视变换，几何透视变化的特点是随着3D场景与摄像机之间距离的变化，像平面上的投影也发生变化。为了阐述摄像机模型和摄像机标定方法，需定义相关坐标系。

1.成像坐标系统

1）世界坐标系。也称真实或现实世界坐标系统XYZ，它是客观世界的绝对坐标系，也是物方坐标系，一般3D场景都用这个坐标系来表示。

2）摄像机坐标系统。以摄像机为中心制定的坐标系统xyz，一般常取摄像机光学轴为z轴。

3）像平面坐标系统。在摄像机内所形成的像平面坐标系统x′y′。一般常取像平面与摄像机坐标系同的xy平面平行，且x轴与x′轴，y与y′轴分别重合，这样像平面原点就在摄像机的光学轴上。

4）计算机图像坐标系统。计算机内部数字图像所用的坐标系统MN。数字图像最终由计算机内部的存储器存放，所以要将像平面的投影坐标转换到计算机图像坐标系统中。(www.daowen.com)

2.小孔成像模型

在实际应用中，摄影光学系统往往采用小孔成像模型。小孔成像模型是计算机视觉中广泛采用的成像模型。假设摄像机理想成像不存在非线性畸变，如图7.1所示，景物点发出的光线经过光学镜头中心，与成像平面的交点，即为像点。景物点、针孔、景物点成的像在一条直线上，就像光线经过光学中心的一个小孔一样，故称小孔成像模型。为方便起见，通常认为图像平面在针孔前面，即虚拟图像的位置。

图7.1 小孔成像模型