OpenGL中几种变换含义

 OpenGL的绘制流水线模型：

顶点--顶点处理模块--裁剪模块和图元组装模块--光栅化模块--片元处理模块--像素

这个过程中涉及的坐标系有：

1、对象坐标系或者建模坐标系

2、世界坐标系

3、眼坐标系或者照相机坐标系

4、裁剪坐标系

5、规范化的设备坐标系

6、窗口坐标系或者屏幕坐标系。

 

1.对于小型的单个实体程序，对象坐标系或者建模坐标系与世界坐标系是相同的，对象标架是对象自身的标架，在这个标架下可以方便地描述对象的大小、位置和方向。

2、一个应用程序可能包含成百上千个单独对象，我们必须把它们放到一个公共场景里，应用程序通常对每个对象实施一系列变换，这些变换可以改变它们的大小、方向和位置，从而使它们处于一个适合于该特定应用程序的标架中，这个标架就是世界坐标系。

3、对于应用程序来说，对象标架和世界标架是很自然的标架，然而生成的图像依赖于照相机或者观察者所能看到的内容。几乎所有的图形系统都使用一个标架，该标架原点位于照相机透镜的中心，并且坐标轴平行于照相机的侧面，这就是照相机标架，也可以称为眼标架，因为每个标架变换都对应一个仿射变换，所以从模型坐标系到世界坐标系(模型变换)以及从世界坐标系到眼坐标系(视图变换)都可以用4*4的矩阵来表示。OpenGL把这些变换合并为模-视变换，对应的矩阵为模-视变换矩阵(这里通常用一个模-视变换矩阵来代替两个变换矩阵)。

4、把对象变换到眼坐标系之后，OpenGL就要检查它们是否处于视见体内。如果一个对象位于视见体外，那么就在光栅化之前把它从场景里剪裁掉。为了进行更有效的剪裁，OpenGL先进行投影变换，这个变换把所有可能是可见的对象变换到一个立方体中，该立方体的中心是剪裁坐标系的原点。

5、在投影变换之后，顶点的表示仍然是齐次坐标，顶点的坐标表示再经过透视除法，即用w分量去除其他分量，就得到了在规范化的设备坐标系下的三维表示。

6、根据视口提供的信息，把规范化的设备坐标系下的表示变换为窗口坐标系下的三维表示，窗口坐标是用显示器上的像素来度量的，但仍保留了深度信息。如果去掉了深度信息，就得到了二维屏幕的坐标。

摘自：《交互式计算机图形学-基于OpenGl的自顶向下方法》Edward Angel