OpenGL坐标处理---坐标系

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OpenGL绘制三维图形时涉及多种坐标系，各坐标系都有它各自作用。以下四个常见的坐标系：模型（物体）坐标系、世界坐标系、相机（人眼）坐标系和窗口坐标系。下面逐个讲解这些坐标系：



世界坐标系与模型坐标系

1、模型坐标系
示意图如上，也称为物体局部坐标系，三维建模时所用坐标系。坐标原点在物体上的某点，长度单位一般是实际物理单位，如mm。
2、世界坐标系
示意图如上，也称右手笛卡尔坐标系统。
定义：以屏幕中心为原点(0, 0, 0)，且始终不变。x轴正方向为屏幕从左向右，y轴正方向为屏幕从下向上，z轴正方向为屏幕从里向外。窗口范围按此单位恰好是(-1,-1)到(1,1)，即屏幕左下角坐标为（-1，-1），右上角 坐标为（1,1）。
作用：描述所有几何模型顶点坐标
3、相机坐标系



人眼坐标系

也称人眼坐标系、视点坐标系。
定义：相机坐标系默认位置为世界坐标系原点，朝向是Z轴负方向，正向是Y轴正方向
ps:朝向是相机对准方向，正向是相机确定朝向后，该怎么摆。移动相机后，相机位置、朝向改变，要把世界坐标转换到相机坐标，该步骤称视图转换。
作用：摄影时，我们选取一个好的角度拍摄，调整过程中，一直在改变人眼坐标系。OpenGL成像与相机拍照类似，所以要定义相机坐标系（人眼坐标系）——定义遮挡关系，描述观察者离被观察物体的远近，确定物体前后的遮挡关系
4、屏幕坐标系


OpenGL渲染出来的图像最终以像素的形式在图形显示器，就要在图形显示器上定义一个坐标系，这一坐标系成为屏幕坐标系，或视口坐标系。在OpenGL中，视口坐标系的原点位于视口的左下角，x轴和y轴分别为水平向右和垂直向上，单位为像素，如上图所示。