关于OpenGL坐标系的困惑答案

【问题标题】：Confusion regarding OpenGL coordinate systems关于OpenGL坐标系的困惑
【发布时间】：2012-11-17 22:35:08
【问题描述】：

我无法理解 OpenGL 中空间的核心概念。几周以来，我一直在阅读一本关于现代 3D 图形的在线书籍，我经常发现自己对程序中使用的所有空间感到困惑。具体来说，空间如：模型空间、世界空间、相机空间、剪辑空间。我似乎无法理解我应该将矩阵转换为的顺序，这是我的一个教程程序中的一个示例：

//.vert shader of a program
#version 330

layout(location = 0) in vec4 position;

uniform mat4 cameraToClipMatrix;
uniform mat4 worldToCameraMatrix;
uniform mat4 modelToWorldMatrix;

void main()
{
    vec4 temp = modelToWorldMatrix * position;
    temp = worldToCameraMatrix * temp;
    gl_Position = cameraToClipMatrix * temp;
}

cameraToClip、worldToCamera、XtoY、ZtoQ，我怎样才能了解 OpenGL、网站中的这些空间？视频？参考？或者我应该回去重新阅读教程中这些空间的信息，直到它附着在我的脑海中。

【问题讨论】：

标签： opengl matrix glsl hierarchy transformation

【解决方案1】：

我真的不知道如何解释它比我做得更好。尤其是当矩阵的名称尽可能清晰时。

把矩阵想象成一个函数。函数有输入并返回一个值。您必须传递正确的输入，否则您的编译器会报错。

考虑这些函数：

Float intToFloat(Int i);
Double floatToDouble(Float f);
Real doubleToReal(Double d);

其中Int、Float、Double 和 Real 是用户定义的 C++ 类型。

假设我需要编写这个函数：

Real intToReal(Int i);

所以我只有一个Int。在上述函数中，恰好有一个函数我可以调用：intToFloat。这个名字说明了一切：它需要一个 int 并将其转换为 float。因此，给定一个Int，唯一我可以用它做的事情就是调用intToFloat。

Int i = ...;
Float f = intToFloat(i);

好吧，现在我有一个Float。我只能调用一个函数：floatToDouble。

Double d = floatToDouble(d);

这样，我只能打电话给doubleToReal。这意味着我们的intToReal 函数是：

Real intToReal(Int i)
{
  Int i = ...;
  Float f = intToFloat(i);
  Double d = floatToDouble(d);
  return doubleToReal(d);
}

就像矩阵的例子。

顶点着色器所做的最重要的事情是将位置从其原始空间（称为模型空间）转换到 OpenGL 定义的称为剪辑空间的空间。这是大多数顶点着色器的工作#1。

矩阵就像那些函数一样，将位置转换为中间空间。

【讨论】：

【解决方案2】：

在这个问题解决之前，无法回答。对某些人来说足够好，让他们理解概念的东西，不会对每个人都有同样的效果。我最好的建议是在成为 3D 程序员之前先学习成为 3D 建模师。这就是我所做的。一旦您对数据的可视化非常熟悉，那么您就可以更轻松地形成心智模型，并牢记它们的编码。当您需要进一步的可视化来帮助您创建算法时，您将能够在不使用代码的情况下创建它们。

【讨论】：