ComputeScreenPos解释

最新推荐文章于 2025-03-22 15:18:01 发布

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本文详细解析了从齐次坐标到屏幕坐标的转换过程，包括透视除法、NDC坐标转换等关键技术步骤，并提供了具体的Shader代码实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

inline float4 ComputeScreenPos(float4 pos) {
    float4 o = ComputeNonStereoScreenPos(pos);
#if defined(UNITY_SINGLE_PASS_STEREO)
    o.xy = TransformStereoScreenSpaceTex(o.xy, pos.w);
#endif
    return o;
}

inline float4 ComputeNonStereoScreenPos(float4 pos) {
    float4 o = pos * 0.5f;
    o.xy = float2(o.x, o.y*_ProjectionParams.x) + o.w;
    o.zw = pos.zw;
    return o;
}

这里传入的是齐次坐标，所谓的齐次坐标是还没有在NDC中的那个坐标，对于透视投影来说，其还是在平截头体中，而对于正交投影来说，其坐标在-w和w，以及-h和h之间。那么此时需要将其进行透视除法，才能将坐标转换到规范化坐标系内，对于OpenGL来说是在-1到1之间的立方体内，而对于dx则是在-1到1以及z在0到1之间的长方体内。

ok，我们接下来讲讲什么是屏幕坐标空间，屏幕是有宽度和高度的，假设宽度为width，高度为height。则屏幕的左下角为0,0，而右上角为width和height。而其对应的左下角的uv为0和0，以及右上角为1,1。
那么经过透视除法是将其xy映射到了-1到1之间，那么就需要将此NDC坐标转换到0到1之间，那么就得除以2，加上0.5。
所以变换公式应该为：
在这里插入图片描述
那么再看看上面的代码：

inline float4 ComputeNonStereoScreenPos(float4 pos) {
    float4 o = pos * 0.5f;
    o.xy = float2(o.x, o.y*_ProjectionParams.x) + o.w;
    o.zw = pos.zw;
    return o;
}

传入的pos为齐次坐标，也就是还没有进行透视除法，还不是NDC坐标。
所以第1步是：
在这里插入图片描述
第2步：注意这里加上o.w是已经除以2的clipW了。

第3步：
把z和w分量重新设置回去，因为屏幕坐标中的z是无意义的，所以保持不变还是怎样无所谓。而w分量应该是原来的clipW而不是除以2之后的clipW/2，这里使用pos的w分量赋值，所以得到：
在这里插入图片描述
可见还要在片段着色器中进行透视除法，除以clipW，即可得到屏幕坐标空间下的uv坐标。
将screenX和screenY同时除以clipW之后，得到：

这里的w=clipW。