图形学思考 - 聊聊透视图投射矩阵perspective projective matrix
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什么是透视图投射矩阵perspective projective matrix?
空间物体的坐标乘以投射矩阵,那么就可以把空间的物体投射到屏幕上。
大体是这样的矩阵:
这里探讨一个问题:为什么乘以这个矩阵就可以把空间物体投射到屏幕上了呢?
看看下面的图:
其中的Projection Window就是我们的屏幕位置。
我们需要把所有两条斜边和Near Plane 和Far Plane之中的所有物体影像投影到Projection Window中显示出来。
如下图:
就是要把y投影到Projection Window成为y`
这个时候要计算y`的位置。如果是三维空间,那么原y的坐标点是(x,y,z),那么在平面上的点的坐标就为(x`,y`,d)
为什么最后是d。因为Projection Window平面的方程就是z = d,这个平面上的所有点的z轴都为d。
这样需要使用稍微复杂一点的数学知识计算,就会得到从坐标点(x,y,z)到(x`,y`,d)的计算公式,然后这个公式使用矩阵的形式表示出来,就得到了这里所要说的perspective projective matrix.(这里省去其中的数学知识讨论)。
最后就利用这一个矩阵就会神奇地把空间坐标投影到屏幕上了。
对应的directx代码:
- XMMATRIX P = XMMatrixPerspectiveFovLH(0.25f*XM_PI,AspectRatio(), 10.0f, 100.0f);
掌握了这个知识点,就不会觉得这个函数是那么神秘的了,自己也能写出来。
当然恶补一下其中的数学知识,并加以练习应该理解会更加深。
毕竟这些数学的知识加上三维空间的东西,我觉得就构成了计算机学科中最难理解的方向(之一?)了。
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