如何改变OpenGL坐标系+[矩阵运算]

Question

我正在创建3D/2D图形引擎，我写了一些花哨的Vector2、Vector3类、窗口包装器和OpenGL上下文创建框架，有一段时间我在想如何切换坐标系轴。在OpenGL中，默认情况是这样的（据我所知）：

+X axis stands for Right | -X for Left
+Y axis stands for Up    | -Y stands for Down
-Z stands for Forward    | -Z stands for Backward

我真的，真的不想有那样的coords，这只会让我无法阅读coords。所以我想到了UE4风格的坐标：

+X axis stands for Forward
+Y axis stands for Right
+Z axis stands for Up

我读过关于“调整”视角的书，但只有倒转轴，没有切换它们。

我的第二个问题是我在哪里可以学习一些矩阵运算（直接用于计算机图形学）？我不想下载现成的源代码或扩展。我写这个引擎的主要目的是学习数学，现在对我来说最重要的是矩阵--投影矩阵，旋转矩阵，平移矩阵，比例等等。

Answer 1

您正在描述OpenGL的剪辑空间坐标，并将其与UE4的世界空间坐标进行比较。一般来说，剪辑空间和世界空间不需要彼此有任何关系，所以比较它们是没有意义的。

你所要做的就是创建一个视图矩阵，它将你的坐标从世界空间转换到相机空间。该矩阵常与模型空间到世界空间的转换、摄像机空间到剪辑空间的转换矩阵相结合。将这三个矩阵组合在一起就得到了“ModelViewProjection”矩阵。

顶点着色器最终将如下所示：

// In model space
in vec3 Coords;
// Conversion from model space to clip space
uniform mat4 MVP;

void main() {
    gl_Position = MVP * vec4(Coords, 1.0);
}

MVP将由旋转、平移和缩放矩阵组合而成，这些矩阵一起工作。结果矩阵可能如下所示：

MVP=投影矩阵*旋转矩阵*平移矩阵*比例矩阵

我不建议尝试自己编写这些函数。它大多只是一个无聊和重复的编程任务，有很多机会制造错别字。从经验上说。或者，让我这么说吧。自己做铅笔并不能使你成为一个更好的作家。