唧唧歪歪之OpenGL坐标系

Posted 2021-05-20 鲨鱼小猫

不懂坐标系，死在第一步…

• （1）刚开始绘制一个物体，代码设置这个物体的坐标是针对屏幕（屏幕不是计算机的整个屏幕，这里的屏幕是开辟的窗口）的中心建立坐标系而言（说白了就是针对世界坐标系建模，世界坐标系的原点在屏幕中心）

• （2）然后对物体进行模型变化（平移，旋转等），而设置的代码可以2种理解：假定我们是先进行一次平移、然后进行一次旋转，那么我们设置的平移、旋转代码可以理解：
  ①把物体放在世界坐标系中先平移、再旋转（注意物体变化了，那么物体自身的局部坐标系相对原来局部坐标系也是变化的），也就是说设置的代码仍然是针对世界坐标系（也可以说全局坐标系）。
  ②代码是争对物体的局部坐标系，但是！！！是在局部坐标系中先旋转，在平移。得到的最终效果和上面的（1）是一样的。同时需要注意Opengl中实际上进行模型变换时候就是针对局部坐标系，（当然写代码时候，还是理解成这些代码争对世界坐标系，好理解一点）

• （3）视点坐标系（又称为眼坐标系、相机坐标系），也就是我们使用的gluLookAt函数（当然这个是视点变换，不是坐标系），我们进行视点变换，也是基于世界坐标系而言，把眼睛放在哪里。得到的效果完全可以理解为与模型变化一样。一个是眼睛不动，物体动。一个是眼睛动，物体不动。唯一的区别就是视点坐标系动的是眼睛，所以物体没有变，所以物体仍然在以前世界坐标系中的老位置，并且物体的局部坐标系针对之前的局部坐标系没有变。

• （4）投影变换就是从视点（就是前面照相机的位置）出发进行投影，然后投影到一个窗口中，这个窗口称为投影窗口，（没有变换过的视点，默认在这个投影窗口的原点，也就是中心），没有进行视点变换时候（也就是从来没移动眼睛的时候），视点默认是与世界坐标系的中心（原点）重合。所以综上，没有进行视点变换时候，进行投影，投影的窗口的原点，与世界坐标系的原点重合。

• （5）视口变换，就是在我们的窗口中开辟一个视口，开辟这个视口时候，是针对屏幕（就是我们实验课黑黑的窗口）而言，并且视口坐标系的原点与我们这个黑窗口的左下角重合。把我们投影窗口的内容，放进去。当2个窗口不成比例，但是就会变形！你应该能想象的，上学期的图形学附录也有解释。这个时候解释一下为什么（4）中投影窗口放在世界坐标系中不变型呢，要注意前者是把有限的内容（投影窗口）放在一个窗口，然后把窗口放在一个无线的坐标系中，当然不变型，后者是把有限的内容（投影窗口）放在另外一个有限的窗口，不成比例，当然会变形。

• 综上，总结：写的变换方面代码（平移、旋转等）理解为争对屏幕（开辟的窗口）的中心而言。一但进行视点坐标系、投影变换、视口变换，脑袋中要时刻想象出这几个坐标系就好。