使用现代 OpenGL 进行 2D 渲染的正交投影答案

【问题标题】：Orthogonal Projection for 2D Rendering with Modern OpenGL使用现代 OpenGL 进行 2D 渲染的正交投影
【发布时间】：2014-11-17 13:31:14
【问题描述】：

我正在尝试将我前一段时间编写的旧 SDL 游戏移植到 3.3+ OpenGL，但在获取正确的正交矩阵及其对应视图时遇到了一些问题。

    glm::mat4 proj = glm::ortho( 0.0f, static_cast<float>(win_W), static_cast<float>(win_H), 0.0f,-5.0f, 5.0f);

如果我简单地使用这个投影并尝试在 win_W 和 win_H 的边界内渲染一个四边形，它就可以工作。但是，如果我尝试使用以下方法模拟相机：

   glm::mat4 view = glm::lookAt(
    glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f),//cam pos
    glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f),//looking at
    glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f)//floored
);

我什么也得不到。即使将四边形定位在中心，如果我将视图居中，也是一样的：

  glm::mat4 view = glm::lookAt(
    glm::vec3(static_cast<float>(win_W), static_cast<float>(winH), 1.0f),//cam pos
    glm::vec3(static_cast<float>(win_W), static_cast<float>(winH), 0.0f),//looking at
    glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f)//floored
);

考虑到 SDL 通常会从游戏中的顶点中减去相机值来模拟视图，这样在着色器中替换我的 MVP 操作是否更好：

#version 150

in vec2 position;
in vec3 color;

out vec3 Color;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;
uniform mat4 camera;

void main()
{
Color = color;
 //faulty view
//gl_Position = projection *view * model * vec4(position, 0.0, 1.0);
//new SDL style camera
  mat4 newPosition = projection * model * vec4(position, 0.0, 1.0);
 gl_Position = newPosition - camera;
}

不幸的是，我从（ArcSynthesis Book）中学习的资料没有涵盖涉及默认 NDC 以外的坐标系的视图。出于某种原因，即使在今天，大多数关于 opengl 的讨论都是关于已弃用的版本。简而言之，在现代 opengl 中将视图设置为正交投影矩阵以进行简单 2D 渲染的最佳方法是什么？

【问题讨论】：

我不会费心使用 lookAt 进行 2D 渲染；平移和缩放矩阵要简单得多，而且效果也很好。
过去几天我一直在玩同样的问题。 2D 游戏从 OpenGL 2.1 迁移到 OpenGL 3.x 有什么真正的好处吗？

标签： c++ opengl opengl-es sdl orthogonal

【解决方案1】：

您的查找调用实际上根本没有意义，因为您的 up 向量 (0,0,1) 与观察方向 (0,0,-1) 共线。这不会产生可用的矩阵。

您可能希望 (0,1,0) 作为 up 向量。然而，即使你改变它，你也可能会对结果感到惊讶。结合您设置的投影矩阵，您指定为观察目标的点不会出现在中心，而是出现在屏幕的角落。您的投影不会将 (0,0) 映射到中心，这是使用某些 LookAt 函数时通常假设的。

我同意三十二上校的评论：不要在这种情况下使用LookAt，除非你有充分的理由。

【讨论】：