OpenGL 模型视图混乱

Question

我正在使用 opengl 2.0 和固定功能管道。好像在opengl 2.0中 他们将顶点推入模型视图堆栈，这基本上是（视图矩阵 * 模型矩阵），其中模型矩阵不提供任何转换，实际上它带来了一个对象，比如一个以 (0,0,0 ）如果模型视图矩阵加载了单位矩阵。相机本身也将位于（0,0,0），向下看负 z 轴。

因此，如果我对立方体使用翻译调用，我真的会在眼睛空间中移动立方体吗？

据我所知，广义的查看管道是

“顶点”->“顶点”。建模矩阵->世界空间，世界空间中的对象 ->查看矩阵->眼睛空间、眼睛空间物体 ->投影矩阵->剪切空间，然后标准化等

所以如果我切换到 模型视图矩阵 stack() 加载身份 () gltranslate（在负 z 方向向上 5 个单位） gldrawcube()

它会根据平移将立方体从眼睛空间的中心移动？

我认为我的困惑是，我不知道程序启动时加载到模型视图矩阵堆栈中的内容是什么，我认为它是一个单位矩阵，它将所有内容带到眼睛空间的中心。

Answer 1

在新创建的 OpenGL 上下文中，所有矩阵都是恒等的，即向量未经变换。在固定函数中，OpenGL 顶点变换跳过“世界”步骤，将对象→世界和世界→眼睛折叠为单个变换。不过，这没什么大不了的。无论如何，照明计算在眼睛空间中是最简单的。由于固定函数 OpenGL 不知道着色器（除了作为扩展），因此无需在世界空间中执行操作。

glTranslate、glRotate、glScale 不变换对象。他们操纵堆栈顶部的矩阵进行活动。因此最终它们对变换做出了贡献，但不是在对象上，而是在顶点（位置）级别上。

它会根据平移将立方体从眼睛空间的中心移动？

确实如此，但“移动”（实际上是变换）的是立方体的顶点；它可能不仅仅是翻译。

根据评论进行编辑

要理解的关键是转换组合。首先也是最重要的，变换是映射。

T: R^4 -> R^4, v' = v |-> T(v)

变换有一个子集，即可以用矩阵乘法表示的线性变换：

v' = T * v

可以连接变换，即 v = v |-> T'○T (v) 再次表示线性变换的子集，以矩阵形式编写，您可以将其扩展为

v' = T * v
v'' = T' * v'

=>

v'' = T' * T * v

现在让 V 表示查看变换，W 表示> 世界发生转变。所以总的变换是

M = V * W

矩阵乘法的顺序很重要（即矩阵乘法不可交换）：

∃ M, N ∊ {Matrices}: M * N ≠ N * M

视图变换 V 是整个世界的变换，以便它以某种方式移动，即相机世界最终位于原点，从负 Z 轴往下看。因此，让 V' 为将“相机”从其在世界中的位置的原点移动的变换，该运动的逆过程以相机静止在原点的方式移动世界。 ，

V = inv(V')

最后但并非最不重要的一点是，给出一些矩阵 A、B、C，它们成立

A = B * C

即

inv(A) = inv(C) * inv(B)

运算顺序相反。因此，如果您使用逆 OpenGL 矩阵运算“定位”“相机”，则必须颠倒运算顺序。由于操作的整体顺序很重要，因此视图转换必须在模型转换之前发生。