了解OpenGL中的坐标系
分类
OpenGL中坐标系主要分为两大类
- 右手系
- 左手系
如图所示
常用坐标系
而我们常用的坐标系主要有以下几种
- 世界坐标系
- 物体坐标系
- 惯性坐标系
- 照相机坐标系
- NDC 标准化设置坐标
各个坐标系相应的说明如图所示
物体、惯性、世界三个坐标系之间的关系
在物体成像到屏幕的过程中，需要经过这三个坐标系的相互转换，惯性坐标系是物体坐标系向世界坐标系转换的”重点“
- 物体坐标系仅通过
平移即可转换到惯性坐标系 - 惯性坐标系仅通过
旋转即可转换到世界坐标系
如图所示
物体成像至屏幕需要经历的坐标变换
即 3D物体转换成2D图像的变化过程
- 模型变换，涉及模型矩阵：物体坐标 --> 世界坐标
- 视变换（例如平移，旋转，缩放等），涉及观察者矩阵：世界坐标 --> 摄像机坐标
- 投影变换，涉及投影矩阵：摄像机坐标 --> 裁剪坐标
- 透视除法： 裁剪坐标 --> NDC
- 视口变换：NDC --> 屏幕坐标
在这个变换过程中，属于OpenGL定义的坐标系有3个
- 裁剪坐标系
- 规范化设备坐标系，即NDC
- 屏幕坐标系
属于用户自定义坐标系同样也有3个
- 物体坐标系
- 世界坐标系
- 照相机坐标系
其中下列的变换操作是用户可以自定义变换的，即可以由用户根据需要自行制定，这些变换使在顶点着色器中完成
- 模型变换 Model
- 视变换 View
- 投影变换 Projection
以下两种是属于OpenGL 中的变换，即由OpenGL自动执行，在顶点着色器处理后的阶段完成
- 透视除法
- 视口变换