来自 OpenGL 的标准化设备坐标金属

Question

好的，所以我知道这里有很多关于标准化设备坐标的问题，但没有一个能解决我的特定问题。

所以，我绘制的所有内容都是在 2D 屏幕坐标中指定的，其中左上角是 (0,0)，右下角是 (screenWidth, screenHeight) 然后在我的顶点着色器中我进行这个计算以得到 NDC（基本上，我'm 渲染 UI 元素）：

float ndcX = (screenX - ScreenHalfWidth) / ScreenHalfWidth;
float ndcY = 1.0 - (screenY / ScreenHalfHeight);

其中 ScreenX/Sc​​reenY 是像素坐标，例如 (600, 700)，screenHalf_____ 是屏幕宽度/高度的一半。

我从顶点着色器返回的光栅化状态的最终位置是：

gl_Position = vec4(ndcX, ndcY, Depth, 1.0);

这在 Opengl ES 中运行良好。

现在的问题是，当我在 Metal 2 中这样尝试时，它不起作用。

我知道 Metal 的 NDC 是 2x2x1 而 Opengl 的 NDC 是 2x2x2，但我认为这里的深度在这个等式中并没有发挥重要作用，因为我将它传递给我自己的每个顶点。

我尝试了this link 和this so question，但很困惑，并且链接没有那么有用，因为我正在尝试避免在顶点着色器中进行矩阵计算，因为我现在正在渲染所有 2D 内容。

所以我的问题...在 Metal 中将像素坐标转换为 NDC 的公式是什么？是否可以不使用正交投影矩阵？为什么我的方程式不适用于 Metal？

Answer 1

当然可以不用投影矩阵。矩阵只是应用转换的有用便利。但重要的是要了解它们在出现这种情况时是如何工作的，因为使用一般正交投影矩阵会执行不必​​要的操作来获得相同的结果。

以下是我可能使用的公式：

float xScale =  2.0f / drawableSize.x;
float yScale = -2.0f / drawableSize.y;
float xBias = -1.0f;
float yBias =  1.0f;

float clipX = position.x * xScale + xBias;
float clipY = position.y * yScale + yBias;

其中drawableSize 是渲染缓冲区的尺寸（以像素为单位），可以在缓冲区中传递给顶点着色器。您还可以预先计算比例因子并传递它们而不是屏幕尺寸，以节省 GPU 上的一些计算。