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OpenGL坐标处理---坐标系

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发表于 2022-9-18 09:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。

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