OpenGL備忘6---座標系統

阿新 • • 發佈：2019-01-17

1.經常用到的五個座標系統

區域性空間(Local Space，或者稱為物體空間(Object Space))
世界空間(World Space)
觀察空間(View Space，或者稱為視覺空間(Eye Space))
裁剪空間(Clip Space)

螢幕空間(Screen Space)

概述：最重要三個矩陣：模型（Model）、檢視（View)、投影（Projection）====MVP coordinate_systems

區域性座標是物件相對於區域性原點的座標；也是物件開始的座標。
將區域性座標轉換為世界座標，世界座標是作為一個更大空間範圍的座標系統。這些座標是相對於世界的原點的。
接下來我們將世界座標轉換為觀察座標，觀察座標是指以攝像機或觀察者的角度觀察的座標。

在將座標處理到觀察空間之後，我們需要將其投影到裁剪座標。裁剪座標是處理-1.0到1.0範圍內並判斷哪些頂點將會出現在螢幕上。
最後，我們需要將裁剪座標轉換為螢幕座標，我們將這一過程成為視口變換(Viewport Transform)。視口變換將位於-1.0到1.0範圍的座標轉換到由glViewport函式所定義的座標範圍內。最後轉換的座標將會送到光柵器，由光柵器將其轉化為片段。

2.正射投影（Orthographic Projection） orthographic projection frustum

glm::ortho(0.0f, 800.0f, 0.0f, 600.0f, 0.1f, 100.0f);
前兩個引數指定了平截頭體的左右座標，第三和第四引數指定了平截頭體的底部和上部。通過這四個引數我們定義了近平面和遠平面的大小，

然後第五和第六個引數則定義了近平面和遠平面的距離。這個指定的投影矩陣將處於這些x，y，z範圍之間的座標轉換到標準化裝置座標系中。
透視投影（Perspective Projection） perspective_frustum

glm::mat4 proj = glm::perspective(45.0f, (float)width/(float)height, 0.1f, 100.0f);
最終應用到頂點組合到一起公式;

注意每個矩陣被運算的順序是相反的(記住我們需要從右往左乘上每個矩陣)。最後的頂點應該被賦予頂點著色器中的gl_Position且OpenGL將會自動進行透視劃分和裁剪。
按照約定，OpenGL是一個右手座標系。最基本的就是說正x軸在你的右手邊，正y軸往上而正z軸是往後的。

Vertex Shader中應用： uniform mat4 model; uniform mat4 view; uniform mat4 projection;
void main(){ // 注意從右向左讀 gl_Position = projection * view * model * vec4(position, 1.0f); ... }
傳到shader中寫法“ GLint modelLoc = glGetUniformLocation(ourShader.Program, "model"); glUniformMatrix4fv(modelLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(model));... // 觀察矩陣和投影矩陣與之類似
常用例子頂點： 繪製一個立方體頂點位置:一共需要36個頂點(6個面 x 每個面有2個三角形組成 x 每個三角形有3個頂點) glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36); GLfloat vertices[] = { -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f}; OpenGL將深度資訊儲存在Z緩衝區（Z-buffer），允許OpenGl決定何時覆蓋一個畫素何時不覆蓋，使用z--buffer可以設定Opengl進行深度測試不開啟的話會出現：某些本應被遮擋住的面被繪製在了這個立方體的其他面的上面 Z-緩衝區深度測試(Depth Testing)
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

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