計算機圖形學----投影矩陣
投影矩陣概述
在得到相機座標後,就相當於得到了人眼觀察世界中物體的座標,但是我們需要把物體對映到一個二維平面上用於顯示,投影矩陣就起到把三維座標對映到二維座標的作用,同時因為三維空間有深度的概念,因此把Z軸轉化成深度。W作為一個係數,用於檢測是否超出視窗範圍。
投影變換最終的效果是把各個座標對映到 [−1,1]之間,然後再乘以相應的螢幕高度和寬度,得到最終的螢幕座標。 [−1,1]的座標又成為NDC座標
推導過程參照:http://www.songho.ca/opengl/gl_transform.html ,一般直接套公式使用即可。
透視投影
Mprojection=⎣⎢⎢⎡r−l2n0000n200r−lr+lt−bt+b−f−nf+n−100−f−n2fn0⎦⎥⎥⎤
n是近平面距離,f是遠平面距離。l、r、t、b分別是左右上下
此時變換完成後,還不是NDC座標,需要每個座標乘以
w分量才行,下面的操作:
⎣⎢⎢⎡xclipyclipzclipwclip⎦⎥⎥⎤=Mprojection⎣⎢⎢⎡xeyeyeyezeyeweye⎦⎥⎥⎤
其中,eye表示相機座標,clip表示初步對映的座標。
之後,再除以
w分量,得到NDC座標:
⎣⎡xndcyndczndc⎦⎤=⎣⎡xclip/wclipyclip/wclipzclip/wclip⎦⎤
如果NDC不在[-1,1],表示超出螢幕範圍,不能顯示。
正交投影
正交投影的基本步驟是一致的,只是變換矩陣不同:
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