obiektu, świata, aparat projekcyjny i przestrzenie w OpenGL

Question

Próbuję zrozumieć, tworząc przestrzenie w OpenGL:

1. przestrzeni obiektu kosmicznego

2. Świat

3. przestrzeni Camera

4. Przestrzeń projekcyjna

Czy moje zrozumienie tych etapów jest prawidłowe?

1. W „kostka” tworzony jest w centrum układu współrzędnych kartezjański, bezpośrednio w programie, wpisując współrzędne wierzchołków.

2. Współrzędne są przekształcane we współrzędne wewnątrz "świata", co oznacza przesuwanie go w dowolne miejsce na ekranie.

Cóż, właściwie chciałbym, abyście sprawdzili moje zrozumienie tych dwóch terminów.

---

Teraz tworzę trójkąt na czarnym ekranie. Jak kod OpenGL pasuje do tych przestrzeni?

Działa domyślnie pod flagą GL_MODELVIEW, ale jest to drugi etap - przestrzeń światowa. Czy to oznacza, że ​​wywołanie glVertex3f() tworzy trójkąt w przestrzeni obiektu?

Gdzie jest przestrzeń kosmiczna?

---

Ponadto, czytałem, że ostatnie dwie przestrzenie nie są częścią potoku OpenGL (lub jakkolwiek to się nazywa). Jednak OpenGL zawiera flagi takie jak GL_PROJECTION, na przykład:

glMatrixMode(GL_PROJECTION); 
glLoadIdentity(); 
glViewport(0, 0, w, h); // w - width, h - height 
gluPerspective(45, ratio, 1, 100); // radio = w/h 
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); 

Co to kod zrobić? Ustawia perspektywę. Czy tworzy oś Z? Ale czy to już nie jest część przestrzeni przedmiotowej?

Answer 1

1) Przestrzeń obiektu to wierzchołki obiektu względem punktu początkowego obiektu. W przypadku kostki 1x1x1, swoje wierzchołki byłoby:

(0.5, 0.5, 0.5) 
(-0.5, 0.5, 0.5) 
(0.5, -0.5, 0.5) 
(-0.5, -0.5, 0.5) 

itp

2) przestrzeń Świat jest, gdy obiekt znajduje się w swoim świecie. Jeśli chcesz, aby ta kostka znajdowała się pod numerem (15, 10), musisz utworzyć macierz tłumaczenia, która po pomnożeniu przez każdy z wierzchołków wyśrodkuje wierzchołki wokół wartości (15, 10). Na przykład pierwszy wierzchołek stanie się (15.5, 10.5, 0.5). Matryca, która ma przejść z obiektu do przestrzeni światowej, nazywana jest matrycą "modelu".

3) Przestrzeń oczna (czasami nazywana przestrzenią aparatu) to świat w stosunku do lokalizacji użytkownika.Ponieważ musi to być macierz, w której każdy wierzchołek jest pomnożony przez, jest to technicznie odwrotność orientacji kamery. To znaczy, jeśli chcesz mieć kamerę pod (0, 0, -10), twoja matryca "widoku" musi być tłumaczeniem (0, 0, 10). W ten sposób wszystkie obiekty na świecie przesuwają się o 10 jednostek, dzięki czemu wygląda tak, jakbyś cofnął się o 10 jednostek.

4) Przestrzeń projekcyjna to sposób, w jaki stosujemy poprawną perspektywę do sceny (zakładając, że nie używasz rzutowania ortogonalnego). To prawie zawsze jest reprezentowane przez stożek ścięty, a this article może wyjaśnić to lepiej niż ja. Zasadniczo mapujesz przestrzeń 3D na inną wypaczoną przestrzeń.

OpenGL zajmuje się przestrzenią klipu i miejscem na ekranie.

---

Działa na GL_MODELVIEW flaga domyślnie, ale to drugi etap - przestrzeń świata. Czy to oznacza, że ​​wywołanie glVertex3f() tworzy trójkąt w przestrzeni obiektu?

ustawić wierzchołki z glVertex3f() w przestrzeni obiektu zawsze. (W rzeczywistości jest to bardzo stary i powolny sposób, aby to zrobić, ale to naprawdę nie chodzi o to pytanie)

Po ustawieniu GL_MODELVIEW, to nic nie zmienia tylko macierz modelu (który można manipulować za pomocą glLoadMatrix, glTranslate, glRotate , glScale itp.).

---

Linia po linii, swój kawałek kodu jest w następujący sposób:

1. Wszystkie transformacje będą teraz mieć wpływ na macierz projekcji.
2. Usuń starą macierz projekcyjną i zastąp ją macierzą tożsamości.
3. Użyj całego ekranu jako widoku.
4. Ustaw matrycę projekcji na perspektywę z 45 stopniowym pionowym polem widzenia przy współczynniku kształtu w/h, płaszczyźnie bliskiej przycinania 1 jednostki dalej i oddalonej płaszczyźnie oddalonej o 100 jednostek.
5. Wszystkie transformacje mają teraz wpływ na matrycę widoku modelu.

Oś Z już istnieje, to po prostu ustawia macierz projekcji, która daje perspektywy, mówi OpenGL, aby użyć całego okna do renderowania. To nie jest przestrzeń obiektu, to sposób przekształcania przestrzeni obiektu w przestrzeń projekcyjną.

---

Nawiasem mówiąc, używasz naprawdę starego OpenGL (1992 rok). glTranslate itp. zostały odrzucone dawno temu i teraz są po prostu usuwane z interfejsu API. Jedynym powodem, dla którego możesz nadal z nich korzystać, jest to, że kierowcy trzymają je tam ze względu na kompatybilność. Polecam zajrzeć do korzystania z nowoczesnych (3.0+) OpenGL. Nowoczesne rurociągi graficzne są kilka rzędów wielkości szybsze niż tryb natychmiastowy (glBegin, glVertex, glEnd).