在 OpenGL ES 2.0 中从模型空间获取坐标到规范坐标空间的最快方法

Question

像许多 3d 图形程序一样，我有一堆对象，它们有自己的模型坐标（x、y 和 z 轴从 -1 到 1）。然后，我有一个矩阵，将它从模型坐标带到世界坐标（使用正在绘制的对象的位置、旋转和比例）。最后，我有第二个矩阵将这些世界坐标转换为标准坐标，OopenGL ES 2.0 将使用它来绘制到屏幕上。

所以，因为一个对象可以包含许多顶点，所有这些顶点都使用相同的变换到世界空间和规范坐标，计算这两个矩阵的乘积一次，并将每个顶点放入结果矩阵中会更快，而不是将每个顶点都放在两个矩阵中。

但是，据我所知，在 OpenGL ES 2.0 着色器中似乎没有办法让它计算一次矩阵，并一直使用它直到两个矩阵之一使用直到 glUniformMatrix4fv() （或另一个设置制服的函数）被调用。因此，似乎计算一次矩阵的唯一方法是在 CPU 上进行，然后使用统一的结果到 GPU。否则，当类似：

gl_Position = uProjection * uMV * aPosition;

它会一遍又一遍地计算它，这似乎会浪费时间。

那么，哪种方式通常被认为是标准的？还是有另一种我完全想念的方式？据我所知，OpenGL ES 2.0 编程指南中用于实现 OpenGL ES 1.1 流水线的着色器只使用了一个矩阵，那么用的更多吗？

Answer 1

首先，“规范坐标”的正确 OpenGL 术语是剪辑空间。

第二，应该是这样的：

gl_Position = uProjection * (uMV * aPosition);

您发布的内容是矩阵/矩阵乘法，然后是矩阵/向量乘法。此版本执行 2 个矩阵/向量乘法。这是一个很大的区别。

您正在使用基于着色器的硬件；如何处理矩阵取决于您。没有什么是“被认为是标准的”；你做你最需要做的。

话虽如此，除非您在模型空间中进行照明，否则您通常需要在模型空间和 4D 同质剪辑空间之间进行一些中介。这是您将位置和法线转换到的空间，以便计算光的方向、dot(N, L) 等。

就个人而言，我不建议使用世界空间，原因是 I explain thoroughly here. 但无论是世界空间、相机空间还是其他东西，您通常都会有一些需要定位的中间空间。此时，上面的代码变得很有必要，因此没有浪费时间。