轉(zhuǎn)換過程

在opengl中，一個坐標(biāo)的完整轉(zhuǎn)換過程，從結(jié)構(gòu)層、渲染管線、坐標(biāo)空間三個層級的劃分如下：
結(jié)構(gòu)層：頂點(diǎn)——>圖元——> 片元——>緩沖（FBO）
圖像渲染管線：頂點(diǎn)著色器 ——>圖元裝配——>裁剪 ——>幾何著色器 ——>柵格化 ——>片段著色器——> 測試與混合
坐標(biāo)空間：Model/Local —(ModelTransform)—> World —(ViewTransform)—> eye/view/camera —（視椎體裁剪,椎體范圍轉(zhuǎn)為正方體范圍）—>Clip ———(PerspectiveDivide)—>NDC(clip/w)——(ViewportTransform)——>Screen——（ScanConversion）——>Window**

頂點(diǎn)的三個狀態(tài)
頂點(diǎn)（vertex）, 一些點(diǎn)
圖元（primitives）, 頂點(diǎn)組合成圖元。根據(jù)渲染模式（點(diǎn)、線、面）對三角面進(jìn)行細(xì)分，復(fù)雜結(jié)構(gòu)增加物體的三角面數(shù)以拆解成基本圖元。
片元 (Fragment)，表示基本圖元映射到二維平面上的映射區(qū)域，通常一個Fragment對應(yīng)屏幕一個像素。
柵格化是把點(diǎn)線三角形映射到屏幕上的像素點(diǎn)的過程。

圖像渲染管線各過程詳解

• 頂點(diǎn)著色器：MVP變換，光照計(jì)算。與頂點(diǎn)相關(guān)的全部屬性完全確定。輸出camera space下的頂點(diǎn)。
• 圖元裝配：頂點(diǎn)數(shù)據(jù)被結(jié)合成完整圖元。輸出圖元。
• 幾何著色器：輸入圖元，對三角面進(jìn)行細(xì)分，產(chǎn)生一些新頂點(diǎn)，構(gòu)造一些新圖元。
• 裁剪：（只有圖元才能裁剪，頂點(diǎn)沒有幾何意義。不裁剪，視線范圍無限遠(yuǎn)）用相機(jī)視椎體裁剪世界坐標(biāo) ，視椎體視線范圍轉(zhuǎn)為正方體視線范圍。輸出Clip space 圖元。
• 透視除法：四維齊次坐標(biāo)通過透視除法轉(zhuǎn)換為三維NDC。NDC的意義在于頂點(diǎn)最后要輸出到屏幕空間。
• 視口變換， 三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)為二維像素坐標(biāo)。輸出Screen space 圖元。
• 剔除：背面剔除
• 光柵化：將圖元的幾何定義轉(zhuǎn)為圖像空間的離散點(diǎn)，生成片元集合。輸出Screen space。
• 片元著色器：
• 測試與混合
  • 深度剔除
  • 遮擋剔除
  • 透明物體融合
    

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換過程

w分量
左右手坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換？
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/8a612cc69330963eff4ccb221034aa4b.webp?x-oss-process=image/format,png#clientId=u698db15f-1df0-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&id=ucc0162e6&margin=[object Object]&originHeight=1046&originWidth=600&originalType=url&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&status=done&style=none&taskId=u2d346de2-eaae-441c-90eb-fb0640ba54c&title
Eye坐標(biāo)系如何轉(zhuǎn)成NDC坐標(biāo)系？

非齊次坐標(biāo)（x,y,z,1）轉(zhuǎn)為齊次坐標(biāo)（xe,ye,ze,w）;

Eye Space的點(diǎn)e 映射到 視椎體Near平面 的點(diǎn)p，再映射到 NDC空間 點(diǎn)ndc，到此，視線范圍確定為xh,yh,zh ∈[-w,w]

透視除法后，得到真正的NDC坐標(biāo)系。 ndc.xyz = clip.xyz / clip.w;

第二步詳細(xì)過程：
1.Eye Space的點(diǎn)e在兩個二維平面 （ZX平面 ZY平面）上映射到視椎體Near平面 的點(diǎn)p，得到點(diǎn)e和點(diǎn)p的映射關(guān)系。
2.視椎體Near平面映射到NDC空間的[-1,1], 求出 點(diǎn)ndc和點(diǎn)p的關(guān)系
最后得到點(diǎn)e和點(diǎn)ndc的關(guān)系，
三維NDC坐標(biāo)系轉(zhuǎn)為二維像素坐標(biāo)系
最終，模型要顯示在二維平面上，其范圍與視口相關(guān)。NDC空間很接近窗口，NDC的xy坐標(biāo)與窗口坐標(biāo)之間的線性關(guān)系被稱為視口變換。NDC的z值理解為深度值。

參考文檔
gl_FragColor的含義
從頂點(diǎn)到片元
OpenGL投影矩陣(Projection Matrix)構(gòu)造方法 - lxycg - 博客園

游戲開發(fā)技術(shù)雜談3：OpenGL投影矩陣

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OpenGL坐标系转换的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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