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c++ - 从正交投影切换到透视投影

问题描述

我正在尝试向现有引擎添加视差效果。到目前为止，引擎使用正交投影。对象被放置在屏幕上的像素坐标中。问题是我无法弄清楚如何使用透视投影矩阵等复制相同的投影。我可以为深度添加 Z 坐标。

我已经尝试了矩阵和 z 坐标的各种组合，结果总是黑屏。

我要替换的矩阵：

glm::mat4 projection = glm::ortho(0.0f, static_cast<GLfloat>(1280.0f), static_cast<GLfloat>(720.0f), 0.0f, 0.0f, -100.0f);

顶点着色器：

// Shader code (I tested this while having identity matrices for view and model

#version 330 core

layout (location = 0) in vec2 vertex;
uniform mat4 projection;
uniform mat4 view;
uniform mat4 model;

void main() {
    gl_Position = projection * view * model * vec4(vertex.xy, 1.0f, 1.0f);
}

我认为可能有效的投影代码：

    glm::mat4 model = glm::mat4(1.0f);
    model = glm::translate(model, glm::vec3(-640, -310.0f, 0.0f));
    model = glm::scale(model, glm::vec3(1.0f / 1280.0f, 1.0f / 720.0f, 1.0f));

    glm::vec3 cameraPos = glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    glm::vec3 cameraFront = glm::vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f);
    glm::vec3 cameraUp = glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glm::mat4 view = glm::lookAt(cameraPos, cameraPos + cameraFront, cameraUp); 
    glm::mat4 projection = glm::perspective(glm::radians(45.0f), 1.0f, 0.1f, -100.0f);

预期的是，一个矩形仍然显示在相似的位置（一旦某些东西起作用，我可以更正细节）而没有黑屏。

标签： c++openglglslglm-math

解决方案

透视投影矩阵的规范是错误的。

glm::perspective(glm::radians(45.0f), 1.0f, 0.1f, -100.0f);

glm::perspective通过沿 y 轴的视场角、纵横比以及到近平面和远平面的距离来定义视锥。
因此，近平面和远平面必须是正值（> 0），并且近平面必须小于远平面：

0 < near < far

例如：

glm::perspective(glm::radians(45.0f), 1.0f, 0.1f, 100.0f);

几何图形必须位于近平面和远平面之间，否则会被剪裁。
投影面积大小与深度之比是线性的，可以计算出来。它取决于视场角：

float fov_y = glm::radians(45.0f);
float ratio_size_depth = tan(fov_y / 2.0f) * 2.0f;

请注意，如果对象在视口上的投影中显示为一半大小，则对象到相机的距离（深度）必须加倍。

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