Не удалось создать трехмерную анимацию двухмерных точек.

У меня есть код, который анимирует точки, движущиеся в случайных направлениях в 2D-пространстве (оси x и y). Я попытался создать 3-е измерение (ось Z) с использованием сферических координат. Чтобы нарисовать и отобразить точки в 3D-пространстве, я использовал функцию moglDrawDots3D Psychtoolbox, так как она принимает 3D-координаты XYZ, но я все еще получаю 2D-анимацию, точки на z не появляются. Я понятия не имею о причине. Я очень новичок в Matlab и анимации, я был бы очень признателен за ваши отзывы и понимание. Я попытался объяснить свой код шаг за шагом ниже для ясности. Заранее спасибо за вашу помощь!

PS: Использование Psychtoolbox не является обязательным, если у вас есть другое решение, я был бы рад попробовать его.

AssertOpenGL;
InitializeMatlabOpenGL;
display = OpenWindow()
dots.nDots = 531;                       % number of dots
dots.color = [255,255,255];             % color of the dots
dots.size = 10;                         % size of dots (pixels)
dots.center = [0,0,0];                  % center of the field of dots (x,y,z)
dots.apertureSize = [50.8,28.5,50.8];   % size of rectangular aperture [w,h,depth] in degrees

Во-первых, случайное положение в апертуре для каждой из точек. 'dots.x' и 'dots.y' будут содержать позиции x и y для каждой точки.

[dots.x,dots.y,dots.z] = CreateUniformDotsIn3DFrustum(dots.nDots, 25, 1/screen_ratio, 0.1, 100);  

Затем я преобразовал эти положения точек из визуального угла в координаты пикселей, используя созданную функцию 'angle2pix'.

tmp = Screen('Resolution',0);                       % (1) Screen's 'Resolution' function determine the screen resolution.
display.resolution = [tmp.width,tmp.height];
display.width = 50.8;                               % (2) Width of the screen in cm.
display.dist = 50;                                  % (3) Distance of the screen from the observer in cm.     

Это генерирует позиции пикселей, но они центрируются в [0,0], что является верхним левым углом.

pixpos.x = angle2pix(display,dots.x);               % Convert the x position of the dots from visual angle to pixel.
pixpos.y = angle2pix(display,dots.y);               % Convert the y position of the dots from visual angle to pixel.
pixpos.z = ones(1, dots.nDots) * -1;               

Я определил некоторые параметры времени и движения для анимации.

dots.speed = 3;                             % degrees/second
dots.duration = 10;                         % seconds                                                         
dots.theta_deg = randi(360,1,dots.nDots);   % degrees 
dots.phi_deg = 30;                          % degrees 
dots.theta_rad = dots.theta_deg * pi /180;  % direction converted to radians
dots.phi_rad = dots.phi_deg * pi /180;      % direction converted to radians                                                   

Я рассчитал расстояние, пройденное точкой, определив положения x, y и z, используя сферические координаты, а затем их производную.

dx = dots.speed* sin(-dots.phi_rad-dots.theta_rad)/display.frameRate;
dy = -dots.speed* cos(dots.phi_rad + dots.theta_rad)/display.frameRate;
dz = -dots.speed*cos(dots.theta_rad)/display.frameRate; 

Я пытаюсь поместить точки в апертуру, вычисляя левый, правый верх, низ и глубину (вперед и назад) апертуры (в градусах).

Общее количество кадров для анимации определяется продолжительностью (в секундах), умноженной на частоту кадров (кадров в секунду). Функция secs2frames выполняет вычисление

nFrames = secs2frames(display,dots.duration);

l = dots.center(1)-dots.apertureSize(1)/2;
r = dots.center(1)+dots.apertureSize(1)/2;
b = dots.center(2)-dots.apertureSize(2)/2;
t = dots.center(2)+dots.apertureSize(2)/2;
d_forward = dots.center(3)- dots.apertureSize(3)/2;
d_backward = dots.center(3)+ dots.apertureSize(3)/2;

Новые случайные стартовые позиции

[dots.x,dots.y,dots.z] = CreateUniformDotsIn3DFrustum(dots.nDots, 25, 1/screen_ratio, 0.1, 100);   

Заставьте точки двигаться

try

    for i=1:nFrames

        %convert from degrees to screen pixels     
        pixpos.x = angle2pix(display,dots.x)+ display.resolution(1)/2;
        pixpos.y = angle2pix(display,dots.y)+ display.resolution(2)/2;
        pixpos.z = ones(1, dots.nDots) * -1;

        moglDrawDots3D(display.windowPtr, [pixpos.x;pixpos.y;pixpos.z],dots.size, dots.color, dots.center,1);

обновить положение точки

        dots.x = dots.x + dx;
        dots.y = dots.y + dy;    
        dots.z = dots.z + dz;   

Переместите точки, которые находятся за пределами апертуры, назад на одну ширину апертуры

     dots.x(dots.x<l) = dots.x(dots.x<l) + dots.apertureSize(1);
        dots.x(dots.x>r) = dots.x(dots.x>r) - dots.apertureSize(1);
        dots.y(dots.y<b) = dots.y(dots.y<b) + dots.apertureSize(2);
        dots.y(dots.y>t) = dots.y(dots.y>t) - dots.apertureSize(2);
        dots.z(dots.z<d_forward) = dots.z(dots.z<d_forward) + dots.apertureSize(3);
        dots.z(dots.z>d_backward) = dots.z(dots.z>d_backward) - dots.apertureSize(3);
        Screen('Flip',display.windowPtr);
    end

catch ME
    Screen('CloseAll');
    rethrow(ME)
end
Screen('CloseAll');