视图矩阵的推导-opengl应用

把物体从世界坐标系转化到视点坐标系的矩阵称为视图矩阵. 下面我们先看下opengl视图矩阵的推导过程: 假设视点或camera的局部坐标系为UVN,UVN分别指向右方.上方和后方从而构成右手坐标系,视点则处于局部坐标系的原点位置. 就如opengl的函数OpenGL的gluLookAt(eyex, eyey, eyez, lookatx, lookaty, lookatz, upx, upy, upz)一样,给定视点.观察点.以及up向量,现在我们来求得视图矩阵. 1.首先我们来求得N = ey…

右手坐标系下LookAt视图矩阵的推导

基本知识右手坐标系右手手掌弯曲,手指方向由正X轴指向正Y轴,如果这时Z轴正方向与大拇指方向保持一致,坐标系为右手坐标系,否则为左手坐标系. 向量叉乘的方向向量(1,0,0)与向量(0,1,0)叉乘的结果可以由公式计算得到为(0,0,1),在数值上它是始终不变的.但放在坐标中进行解释,(0,0,1)都是代表Z轴正方向,但在左右手坐标系中他们与X,Y轴正方向的相对空间位置是不同的.在右手坐标中判断叉乘结果的方向使用右手定律,左手坐标系中使用左手. 视图变换是三维渲染中物体顶点坐标变换的一部分,…

OpenGL（五）三维变换之模型视图矩阵

计算机三维图形学中,一个基本的任务是如何描述三维空间中一个物体位置的变化,也就是如何描述物体的运动.通常情况下,物体位置的变化包含三个基本的变化:平移.旋转和缩放,物体的运动也可以用这三个基本的运动形态的组合来描述. 图形学中物体运动的数学表述是:将点的初始位置坐标P0映射到经过平移.旋转.绽放后的新位置P1的过程. 平移: 平移就是在原始的三维空间坐标点上分别加上对应方向上的平移量: 旋转: 旋转分为两类:在二维平面和三维空间中的旋转. 二维平面上的旋转: 相对坐标注原点旋转角度θ: 以矩阵…

(转)投影矩阵的推导(Deriving Projection Matrices)

转自:http://blog.csdn.net/gggg_ggg/article/details/45969499 本文乃<投影矩阵的推导>译文,原文地址为: http://www.codeguru.com/cpp/misc/misc/math/article.php/c10123__1/Deriving-Projection-Matrices.htm,由于本人能力有限,有译的不明白的地方大家可以参考原文,谢谢^-^! 在3D图形程序的基本矩阵变换中,投影矩阵是其中比较复杂的.平移和缩放浏览一…

UFLDL深度学习笔记（二）SoftMax 回归(矩阵化推导)

UFLDL深度学习笔记 (二)Softmax 回归本文为学习"UFLDL Softmax回归"的笔记与代码实现,文中略过了对代价函数求偏导的过程,本篇笔记主要补充求偏导步骤的详细推导. 1. 详细推导softmax代价函数的梯度经典的logistics回归是二分类问题,输入向量$ x^{(i)}\in\Re^{n+1}$ 输出0,1判断$y^{(i)}\in{\{0,1\}}$,Softmax回归模型是一种多分类算法模型,如图所示,输出包含k个类型,\(y^{(i)}\in{\…

WEBGL学习【四】模型视图矩阵

<html lang="zh-CN">  <head> <title>NeHe's WebGL</title> <meta charset="UTF-8"/>  <script type="te…

3D中的相机 - 投影矩阵和视图矩阵

3D中的相机 - 投影矩阵和视图矩阵 3d游戏中,一般通过相机的设置来计算投影矩阵和视图矩阵,比如untiy和cocos,一般情况下我们不用关注如何计算, 可以直接在可视化的编辑器中调整参数就可以了,但是了解下总是好的. 具体计算可以参考: 可以参考现在cocos2dx的代码中的Camera源码,里面有根据相机的设置(位置等)计算上面两个矩阵的代码. 也可以参考下面这个,github上面一个项目,这个项目有很好的参考价值: https://github.com/wantnon2/3DToolKi…

opengl视图变换投影变换推导

视图变换在opengl中,视图变换的输入是:(1)眼睛位置(或者说相机位置)eys:(2)眼睛朝向的中心center,(就是眼睛朝哪里看);(3)头的方向up.任何一点经过视图变换后都会转化到眼睛坐标系下.具体地说,眼睛坐标系的三个轴分别是:(1)z轴: F=center-eye;(要归一化)(2)x轴: S=cross(F,up);(这里是叉乘,也要归一化)(3)y轴: U=cross(S,F).此时,eye的位置就是原点了.那么对于任意一点P(px,py,pz),在新坐标下的三个点分别是:p…

OpenGL中投影矩阵的推导

本文主要是对红宝书(第八版)第五章中给出的透视投影矩阵和正交投影矩阵做一个简单推导.投影矩阵的目的是:原始点P(x,y,z)对应后投影点P'(x',y',z')满足x',y',z'∈[-1,1]. 一.透视投影下图为透视投影的视锥体: 注:上图中忘了标注了,远裁剪平…

[OpenGL](翻译+补充)投影矩阵的推导

1.简介基本是翻译和补充 http://www.songho.ca/opengl/gl_projectionmatrix.html 计算机显示器是一个2D的平面,一个3D的场景要被OpenGL渲染必须被投影到2D平面上以生成2D的图像.在OpenGL中,GL_PROJECTION矩阵可以用来进行投影变换.首先,它将所有的顶点数据从相机坐标系(eye coordinates)转换到裁剪坐标系(clip coordinates),然后通过除以裁剪空间坐标的w值,将裁剪空间坐标系转换到归一化设备坐标…

矩阵-DirectX与OpenGL的不同

http://www.cnblogs.com/graphics/archive/2012/08/02/2616017.html 矩阵是三维图形学中不可或缺的部分,几乎所有和变换相关的操作都涉及矩阵,世界变换,视图变换,投影变换,视口变换无一不需要矩阵,但是当今的两大主流图形库DirectX和OpenGL对矩阵操作却有着细微的差别,大多数的图形学书籍都以OpenGL为基础进行阐述,游戏编程类的书籍则更多使用DirectX,这就难免产生混淆,今天这篇主要讲讲两者在操作矩阵的时候有何不同. 矩阵在三…

WebGL简易教程(五)：图形变换(模型、视图、投影变换)

[toc] 1. 概述通过之前的教程,对WebGL中可编程渲染管线的流程有了一定的认识.但是只有前面的知识还不足以绘制真正的三维场景,可以发现之前我们绘制的点.三角形的坐标都是[-1,1]之间,Z值的坐标都是采用的默认0值,而一般的三维场景都是很复杂的三维坐标.为了在二维视图中绘制复杂的三维场景,需要进行相应的的图形变换:这一篇教程,就是详细讲解WebGL的图形变换的过程,这个过程同样也适合OpenGL/OpenGL ES,甚至其他3D图形接口. 可以用照相机拍摄照片来模拟这个图形变换的过程,…

SharpGL学习笔记(一) 平台构建与Opengl的hello World

(一)平台构建与Opengl的hello World OpenGL就是3d绘图的API,微软针和它竞争推出D3D,也就是玩游戏时最常见的DirectorX组件中的3d功能. 所以不要指望windows提供对Opengl提供最新的什么支持. C#的开发环境也没有封装Opengl的组件,Opengl的官方的dll是供C,C++开发用的.要想用在C#中你得自己导入DLL函数.但我相信你不会这样做的,还是引入第三方的Opengl库来得方便. SharpGL就是C#用的OpenGL库,之所以选择它,是因为…

OPENGL之矩阵

前面的若干重要概念中描述了OPENGL中的几个重要变换,而矩阵是线性代数中的重要数学工具,它被用来对这些变换进行数学上的实现. 矩阵主要有以下几种: 模型视图矩阵:模型视图矩阵是个4*4的矩阵,代表经过变换的坐标系统,我们可以用这个坐标系统放置物体并设置其方向,顶点坐标以单列矩阵的形式表示,乘以模型视图矩阵,产生与视觉坐标系统相对应的经过变换的新坐标(顶点坐标*模型视图矩阵=与视觉坐标系统对应的新坐标) 对模型视图矩阵进行修改以下是对模型视图矩阵进行修改的例子: 移动: glTranslate…

OpenGL矩阵类(C++)

概述创建&初始化存取器矩阵运算变换函数实例:模型视图矩阵实例:投影矩阵概述 OpenGL固定功能管线提供4个不同类型的矩阵(GL_MODELVIEW.GL_PROJECTION.GL_TEXTURE与GL_COLOR),并且为这些矩阵提供变换函数:glLoadIdentity().glTranslatef().glRotatef().glScalef().glMultiMatrixf().glFrustum()与glOrtho(). 这些内置矩阵与函数对于开发简单的OpenGL程序…

OpenGL学习进程（12）第九课：矩阵乘法实现3D变换

本节是OpenGL学习的第九个课时,下面将详细介绍OpenGL的多种3D变换和如何操作矩阵堆栈. (1)3D变换: OpenGL中绘制3D世界的空间变换包括:模型变换.视图变换.投影变换和视口变换. 现实世界是一个3维空间,如果我们要观察一个物体,我们可以: .从不同的位置去观察它.(视图变换) .移动或者旋转它,当然了,如果它只是计算机里面的物体,我们还可以放大或缩小它.(模型变换) .如果把物体画下来,我们可以选择:是否需要一种“近大远小”的透视效果.另外,我们可能只希望看到物体的一…

OpenGl And 视图

OpenGl And 视图标签(空格分隔): game 简介本文主要介绍坐标系的观念, 以及在openGL中的视图及其相关的变换. 大纲视图.模型.投影变换概念 Opengl中对各种变换的支持视图变换在一个三维坐标系中, 一个模型的展示并不只有一个视图就可以了.而是存在视图变换,投影变换,模型变换的过程. 顶点坐标--->(模型视图矩阵)---->视觉坐标--->(投影矩阵)---->裁剪坐标---->(透视坐标)---->规范化设备坐标---->视口变…

OpenGL的glPushMatrix和glPopMatrix矩阵栈顶操作函数详解

OpenGL中图形绘制后,往往需要一系列的变换来达到用户的目的,而这种变换实现的原理是又通过矩阵进行操作的.opengl中的变换一般包括视图变换.模型变换.投影变换等,在每次变换后,opengl将会呈现一种新的状态(这也就是我们为什么会成其为状态机). 有时候在经过一些变换后我们想回到原来的状态,就像我们谈恋爱一样,换来换去还是感觉初恋好,怎么办?强大的opengl就帮我们提供了两个函数:giPushMatrix()和glPopMatrix(); 首先我们要知道,对于矩阵的操作都是对于矩阵栈的栈…

[OpenGL ES 03]3D变换：模型，视图，投影与Viewport

[OpenGL ES 03]3D变换:模型,视图,投影与Viewport 罗朝辉 (http://blog.csdn.net/kesalin) 本文遵循“署名-非商业用途-保持一致”创作公用协议系列文章: [OpenGL ES 01]OpenGL ES之初体验 [OpenGL ES 02]OpenGL ES渲染管线与着色器前言本来打算直接写教程 04 的,但是想到3D 变换涉及的数学知识较多,往往是很多初学者的拦路虎(比如我自己).再加上OpenGL ES 2.0 不再提供OpenGL E…

OpenGl学习笔记3之模型变换、视图变换、投影变换、视口变换介绍

模型变换.视图变换.投影变换.视口变换介绍 opengl中存在四种变换,分别是模型变换,视图变换,投影变换,视口变换.这四种变换是图形渲染的基本操作,实质上这四种变换都是由矩阵乘法表示(这些操作都是由一个4*4的矩阵来完成的),通过变换,我们可以看到各种通的显示效果,最简单的效果就是让图元沿着某个方向变换(放大,缩小,翻转等)或者对所要显示的图元进行裁剪.接下来我们就详细介绍这四种变换以及相互之间的联系. 我们要在屏幕上显示一个具有三维坐标的物体,大致需要以下步骤: 1. 进行模型,视图…

OpenGL中glRotatef()函数究竟对矩阵做了什么

OpenGL中glRotatef()函数究竟对矩阵做了什么我们知道OpenGL中维持着两套矩阵,一个是模型视图矩阵(model view matrix),另一个是投影矩阵(projection matrix).而Direct3D维持着三个矩阵,其实它们的本质是一样的,因为Model(World)矩阵×View矩阵 = ModelView矩阵,也就是OpenGL的模型视图矩阵.通过对OpenGL这两套矩阵的变换,我们可以得到各种投影效果.这回我就来研究OpenGL中一个常见的函数glRotate…

【转】d3d的投影矩阵推导

原帖地址:http://blog.csdn.net/popy007/article/details/4091967 上一篇文章中我们讨论了透视投影变换的原理,分析了OpenGL所使用的透视投影矩阵的生成方法.正如我们所说,不同的图形API因为左右手坐标系.行向量列向量矩阵以及变换范围等等的不同导致了矩阵的差异,可以有几十个不同的透视投影矩阵,但它们的原理大同小异.这次我们准备讨论一下Direct3D(以下简称D3D)的透视投影矩阵,主要出于以下几个目的: (1) 我们在写图形引擎的时候需要采用不…