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OpenGL编程指南第七版视图

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1.前言

计算机图形学的核心在于生成三维物体的二维图像(图像必须为二维形式,因其最终呈现在平面屏幕上)。然而,在确定如何在屏幕上绘制图形时,需采用三维坐标系进行考量。

将一个物体的三维坐标转换为屏幕上的像素坐标,需依次完成以下三个关键步骤:

  • 变换过程涵盖模型、视图及投影操作,这些操作通常通过矩阵乘法来实现。所涉及的操作包括:旋转、平移、缩放、镜像、正投影以及透视投影等。在构建场景时,通常需要将多种变换组合使用。
  • 由于场景渲染限定在一个矩形窗口内,因此超出窗口范围的物体(或其部分)需被移除。在三维计算机图形学中,这一过程称为剪裁,即剔除位于裁剪平面以外的物体部分。
  • 在完成变换处理后的坐标屏幕像素之间需建立映射关系,这一过程被称为视口变换

模型视图变换共同构成了模型视图矩阵,该矩阵对物体坐标进行作用后生成视觉坐标。 随后,若设置了其他裁剪平面,则这些裁剪平面将在此阶段生效,用于从场景中移除特定物体或提供裁剪后的视图效果。

顶点变换的具体流程如图所示:

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