Как найти положение камеры по трем точкам в пространстве?
Непростая задача.
Сначала по фотографии измеряете углы между лучами, а по модели - расстояния между точками. Потом обозначаете через x,y,z неизвестные расстояния от камеры до точек (длину каждого луча), и записываете уравнения из теоремы косинусов:
x^2-2*a*x*y+y^2=P^2
x^2-2*b*x*z+z^2=Q^2
y^2-2*c*y*z+z^2=R^2
Здесь a,b,c - косинусы углов между лучами, а P,Q,R - расстояния. 
Дальше надо решить эту систему. Теоретически, она сводится к уравнению 8-й степени от одной переменной z. MAPLE смог найти этот многочлен, он занимает чуть больше экрана. Не знаю, хороший ли это вариант - может быть, и да. Можно попытаться решить систему численно - перебрать разные стартовые значения x,y,z и искать корень методом Ньютона. Но учтите, что система плохая - у неё вполне могут найтись 4 близких корня с положительными x,y,z. А могут и не найтись - тогда будут локальные минимумы. Можно перебрать расстояние x с мелким шагом. Для каждого x найти два варианта y, два варианта z, подставить их в третье уравнение, и из самой лучшей тройки начать искать решение - можно методом Ньютона, но можно и делением отрезка пополам.
  После того, как x,y,z найдены, находите положение центра камеры - как точку пересечения трёх сфер. И дальше надо найти правильную ориентацию. Это довольно противно, но должно быть не очень сложно (по сравнению со всеми предыдущими шагами).
Может быть я не совсем корректно отвечу, но трекинг с видео штатными методами способен восстановить расстояние и путь камеры в пространстве. Но программе нужно указать некоторые подсказки, начиная от точек, заканчивая направлением "верха" сцены.