swift - 将屏幕坐标转换为 Metal 的标准化设备坐标

您已经知道您需要从顶点着色器返回剪辑空间坐标（技术上不是标准化的设备坐标）。问题是如何以及从何处从 UIKit 坐标到 Metal 的剪辑空间坐标。

让我们从定义这些不同的空间开始。请注意，在下面，为了简单起见，我实际上使用 NDC 坐标，因为在这种特殊情况下，我们不会通过返回顶点位置来引入透视w != 1。（这里我指w的是剪辑空间位置的坐标；在下面的讨论中，w总是指视图宽度）。

我们将顶点传递到我们的顶点着色器中任何方便的空间（这通常称为模型空间）。由于我们在 2D 中工作，我们不需要对世界空间进行通常的一系列转换，然后是眼睛空间。本质上，UIKit 视图的坐标是我们的模型空间、世界空间和眼睛空间合而为一。

我们需要某种正交投影矩阵来从这个空间移动到剪辑空间。如果我们去掉与 z 轴相关的不必要部分，并假设我们的视图边界的原点是 (0, 0)，我们会得出以下转换：

我们可以将此矩阵传递给我们的顶点着色器，或者我们可以在将顶点发送到 GPU 之前进行转换。考虑到所涉及的数据很少，此时这真的无关紧要。事实上，使用矩阵有点浪费，因为我们可以通过乘法和加法来变换每个坐标。这是在 Metal 顶点函数中的样子：

float2 inverseViewSize(1.0f / width, 1.0f / height); // passed in a buffer
float clipX = (2.0f * in.position.x * inverseViewSize.x) - 1.0f;
float clipY = (2.0f * -in.position.y * inverseViewSize.y) + 1.0f;
float4 clipPosition(clipX, clipY, 0.0f, 1.0f);

只是为了验证我们从这个变换中得到了正确的结果，让我们插入我们视图的左上角和右下角点，以确保它们最终到达剪辑空间的末端（通过线性，如果这些点正确变换，那么所有其他人都会）：

这些点看起来是正确的，所以我们完成了。如果您担心此转换引入的明显失真，请注意它会被光栅化之前发生的视口转换完全取消。

swift - 将屏幕坐标转换为 Metal 的标准化设备坐标

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