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Android OpenGL ES 投影矩陣的設定

OpenGL投影矩陣

在之前的示例中,OpenGL初始化程式碼中有以下程式碼:

        // Select the projection matrix
        gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
        // Reset the projection matrix
        gl.glLoadIdentity();

該程式碼為設定當前 Matrix 模式為 Projection 投影矩陣
OpenGL ES 可以使用兩種不同的投影變換:透視投影(Perspective Projection)和正側投影(Orthographic Projection)。

透視投影(Perspective Projection)

透視投影的特點是“近大遠小”,也就是我們眼睛日常看到的世界。OpenGL ES 定義透視投影的函式為 glFrustum():

public static void gluPerspective(GL10 gl, float fovy, float aspect, float zNear, float zFar)

視錐由(left,bottom,-near) 和(right,top,-near) 定義了靠近觀測點的裁剪面,near 和far定義了觀測點和兩個建立面直接的近距離和遠距離。
在實際寫程式碼時,Android OpenGL ES提供了一個輔助方法gluPerspective()可以更簡單的來定義一個透視投影變換:

public static void gluPerspective(GL10 gl, float fovy, float aspect, float zNear, float zFar)
  • fovy: 定義視錐的 view angle.
  • aspect: 定義視錐的寬高比。
  • zNear: 定義裁剪面的近距離。
  • zFar: 定義建立面的遠距離。
    注:所繪畫內容,需在View volume中才可顯示,利用Z軸平移,將內容移到View volume區中,如:
 gl.glTranslatef( 0f,0f ,zNear);

正側投影(Orthographic Projection)

正側投影,它的視錐為一長方體,特點是物體的大小不隨到觀測點的距離而變化,投影后可以保持物體之間的距離和夾角。它主要用在工程製圖上。


定義正側投影(也稱作平移投影)的函式為:

public void glOrthof(float left, float right,float bottom,float top,float near,float far)

裁剪

場景中的圖形的頂點經過 modelview 和 projection 座標變換後,所有處在 Viewing volumn之外的頂點都會被裁剪掉,透視投影和正側投影都有6個裁剪面。所有處在裁剪面外部的頂點都需剪裁掉以提高繪圖效能。

注: 在前面例子中,沒有設定透視投影或正側投影,其預設為正側投影,並使之滿屏,寬高各為1