梳理 Opengl ES 3.0 (三)顶点坐标变换

先来个宏观上的理解:(其实这块逻辑是个标准流程,而且其他地方介绍的也很多了,这里简单提下。)

坐标转换,其实是不同坐标系之间的变换,一个渲染顶点,要想让它呈现在屏幕上的某个位置,是需要让这个顶点经过一个个坐标系的变换来进行的,每经过一个坐标系,它的坐标就会使用矩阵来执行变化一次,最终变化成为屏幕上的位置。

梳理 Opengl ES 3.0 (三)顶点坐标变换

第一个Object Coordinates,这个比较好理解,就是模型的局部坐标系。这种坐标一般是美术建模的时候就会设定的,当然使用程序代码绘制出来的坐标自然是代码指定的。

比方说,一个坦克,美术在设计时,模型的几何中心点就作为了整个模型的坐标原点,那么炮管上某个顶点的位置就是相对于几何中心的一个偏移,假定为(0,1,1)。

第二个World Coordinates。还是坦克的例子,当游戏运行时,显然是会把坦克摆放在场景里的某个出生点位置,假定为(500,500,1000)的位置,这个位置是相对于整个关卡的原点的。这一步的坐标变换,就是要计算出指定顶点相对于这个关卡原点的坐标。这个就是世界坐标了。

第三个Eye Coordinates。到这一步,坐标原点变成了摄像机的位置,以摄像机为原点,计算出指定顶点的坐标。

第四个Clip Coordinates。这一步最重要的是投影矩阵的构建,这个矩阵的推导过程,在这里,是应该要仔细研究下。重要的是带了个w参数,用来计算下一步的NDC

所谓投影,就是投到了近裁剪面上。

梳理 Opengl ES 3.0 (三)顶点坐标变换

第五个,Normal Device Coordinates.

梳理 Opengl ES 3.0 (三)顶点坐标变换

这个图仅供参考。其实就是把上一步计算出来的坐标,映射成一个比例关系的坐标,这个比例是这样对应的,假设视锥体的四个面为Left,Right,Bottom,Top,Near,Far

X域的值,从 [Left,Right] 映射到 [-1,1]

Y域的值,从 [Bottom,Top] 映射到 [-1,1]

Z域的值,从 [Near,Far] 映射到 [-1,1]

如果指定的顶点在视锥体里,就会被映射到这个Cube里,这个坐标系的中心点是(0 ,0, 0)。

第六个,windon coordinates.其实就是窗口坐标转换了。

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转自: DesignYourDream

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