Efektywne mnożenie kwaternionów C++ za pomocą cv :: Mat

Question

Chcę pomnożyć 2 kwaterunki, które są przechowywane w strukturze cv :: Mat. Chcę, aby funkcja była jak najbardziej efektywna. Mam następujący kod do tej pory:

/** Quaternion multiplication 
* 
*/ 
void multiplyQuaternion(const Mat& q1,const Mat& q2, Mat& q) 
{ 
    // First quaternion q1 (x1 y1 z1 r1) 
    const float x1=q1.at<float>(0); 
    const float y1=q1.at<float>(1); 
    const float z1=q1.at<float>(2); 
    const float r1=q1.at<float>(3); 

    // Second quaternion q2 (x2 y2 z2 r2) 
    const float x2=q2.at<float>(0); 
    const float y2=q2.at<float>(1); 
    const float z2=q2.at<float>(2); 
    const float r2=q2.at<float>(3); 


    q.at<float>(0)=x1*r2 + r1*x2 + y1*z2 - z1*y2; // x component 
    q.at<float>(1)=r1*y2 - x1*z2 + y1*r2 + z1*x2; // y component 
    q.at<float>(2)=r1*z2 + x1*y2 - y1*x2 + z1*r2; // z component 
    q.at<float>(3)=r1*r2 - x1*x2 - y1*y2 - z1*z2; // r component 
} 

Czy to najszybszy sposób z OpenCV? Czy byłoby to najszybsze z arytmetyką o stałym punkcie?

Answer 1

W samouczku this uwzględniono różne sposoby dostępu do różnych pikseli. Stwierdzono, że funkcja Mat::at jest o około 10% wolniejsza w porównaniu do bezpośredniego dostępu do pikseli, prawdopodobnie z powodu dodatkowej kontroli trybu debugowania.

Jeśli jesteś naprawdę gotowy do wykonania, powinieneś przepisać swoją metodę za pomocą 3 różnych metod wymienionych w tekście, a następnie wybrać profil, który najlepiej pasuje do Twojej sytuacji.

Answer 2

Tam, gdzie przemienił się kwaterunkowy punkt kontrolny ARM, nie mogę go znaleźć. mogę znaleźć tej biblioteki SIMD:

Bullet 3D Game Multiphysics Library

Answer 3

Quaternions są często używane do obracania wektorów 3D więc może warto rozważyć sprawdzenie, że jeden quaternion jest czystym wektor (tj skalarne lub część rzeczywista jest równa zero). Może to zmniejszyć twoją pracę do 12 mnożeń, 8 dodawania/odejmowania i jednego przewracania znaku.

Można również użyć mnożenia kwaternionowego na dwóch czystych wektorach, aby obliczyć ich produkty punktowe i krzyżowe jednocześnie, więc testowanie w tym szczególnym przypadku również może być tego warte. Jeśli oba zdania są czystymi wektorami, potrzebujesz tylko 9 mnożeń, 5 dodawania/odejmowania i jednego przewracania znaku.