opengl视图、投影和正投影纵横比

Question

有很多关于3D的opengl投影矩阵的很棒的教程，但我不是在做3D。我真的很难根据自己的喜好进行正交投影设置。

int宽=320；int高=480；

我使用这些设置创建了一个视图投影矩阵。

//eyex, eyey, eyez, centerx, centery, centerz, upx, upy, upz//
matrix view = (0, 0, -20, 0, 0, -1, 0, 1, 0);

matrix projection = (0, width, 0, height, 1, 100);
glViewport(0, width, 0, -height);

创建此视图和投影矩阵并将它们传递给gpu之后。

然后我创建一个从-1，-1到1,1的四边形，以便它的原点位于中心。

然后我为四边形制作一个比例矩阵，这样我就可以在屏幕上看到它了。它呈现为一个完美的正方形，但当然glViewport或透视矩阵不应该是正方形。应该是长方形的。

如何设置glViewport以及透视矩阵，以便我可以保持长宽比。

例如，我现在有了宽度/高度的长宽比。如何将其与投影矩阵和glviewport一起使用？

@reto可能是正确的，我想太多了，但是opengl应用程序界面对我来说有点棘手。

编辑我画了一个图像，希望能帮助澄清事情。

假设我希望我的视口是320x480像素。我想要两种不同的缩放模式供我选择。要么保持一个固定的高度，宽度会增长以显示更多的水平视图，要么保持一个固定的宽度，高度会增长以显示更多的垂直视图。

比方说，我设计了一个320x480左右的场景，我把一切都布置好了，我知道我想把宽度放大，但保持固定的高度。

如何从纵横比使用glViewport和正交投影矩阵实现这一点？

Answer 1

使用 onthogonal 投影时，可以简单地将正交矩阵视为在 xy 平面中定义一些轴对齐的 2D 矩形，它描述了映射到视口的场景区域。如果该矩形的纵横比与视口的纵横比不匹配，则图像将相应地被移除。

让我们使用以下定义：

V: aspect of the viewport:
  V = viewport_width / viewport_height
P: aspect of the ortho projection:
  P = (right - left) / (top - bottom)
O: aspect of some axis-aligned rectangle which is drawn
  O = (x_max - x_min) / (y_max - y_min)

应用转换时，对象将以宽高比O / P * V出现在屏幕上。

通常，当谈到“保持纵横比”时，我们将＜code＞P＝＝V

这已经是你从你的代码中得到的：

然后我创建一个从-1，-1到1,1的四边形，以便它的原点位于中心。

那是一个正方形，我想知道当长宽比保持不变时，你怎么能期望它变成一个矩形。

从您的图像中可以清楚地看到，您感兴趣的对象是一个纵横比为2/3的矩形。因此，您也应该将其绘制为具有这样纵横比的矩形。实现这一点有多种方法。由于视口大小似乎是给定的，因此可以调整O或P，或两者。

然而，在我看来，你似乎完全把事情复杂化了。如果我没弄错的话，你有一些320x480像素的“设计空间”，这是你的“感兴趣的区域”，无论视口大小如何，你都希望在屏幕上可见。为了实现这一点，你可以做以下事情：

float target_width = 320.f;
float target_height = 480.f;
float A = target_width / target_height; // target aspect ratio 
// ... calculate V as above
if (V >= A) {
    // wide viewport, use full height
    ortho(-V/A * target_width/2.0f, V/A * target_width/2.0f, -target_height/2.0f, target_height/2.0f, ...);
} else {
    // tall viewport, use full width
    ortho(-target_width/2.0f, target_width/2.0f, -A/V*target_height/2.0f, A/V*target_height/2.0f, ...);
}

现在，您可以在以像素为单位的“设计范围”中工作。在该示例中，始终可见的范围将从 （-160， -240） 到 （160， 240）'，如果与该坐标完全匹配矩形，则它将与图像中任何视口中的蓝色框匹配。如果你不想把原点放在中心，你当然可以翻译它。