为什么这个正交顶点着色器不能产生正确的答案？

Question

我的问题是我有一个（工作的）正交顶点和片段着色器对，允许我通过传入的“translateX”和“translateY”制服指定精灵的中心 X 和 Y。我乘以一个投影矩阵是硬编码的，效果很好。就正交运算而言，一切都有效。我传入此着色器的几何图形以 0、0、0 为中心点。

我现在想弄清楚平移后的中心点（局部坐标空间中的 0、0、0）变成了什么。我需要在片段着色器中知道这些信息。我假设我可以在 0、0、0 处创建一个向量，然后应用相同的平移。但是，我没有得到正确的答案。

我的问题：我做错了什么，我该如何调试正在发生的事情？我知道正在计算的值一定是错误的，但我不知道它是什么。 （我的平台是 Xcode 4.2 on OS X 为 OpenGL ES 2.0 iOS 开发）

这是我的顶点着色器：

// Vertex Shader for pixel-accurate rendering
attribute vec4 a_position;
attribute vec2 a_texCoord;

varying vec2 v_texCoord;

uniform float translateX;
uniform float translateY;

// Set up orthographic projection 
// this is for 640 x 960
mat4 projectionMatrix = mat4( 2.0/960.0, 0.0, 0.0, -1.0,
                             0.0, 2.0/640.0, 0.0, -1.0,
                             0.0, 0.0, -1.0, 0.0,
                             0.0, 0.0, 0.0, 1.0);                        

void main()
{
    // Set position
    gl_Position = a_position;

    // Translate by the uniforms for offsetting
    gl_Position.x += translateX;
    gl_Position.y += translateY;

    // Translate
    gl_Position *= projectionMatrix;


    // Do all the same translations to a vector with origin at 0,0,0
    vec4 toPass = vec4(0, 0, 0, 1); // initialize.  doesn't matter if w is 1 or 0
    toPass.x += translateX;
    toPass.y += translateY;
    toPass *= projectionMatrix;

    // this SHOULD pass the computed value to my fragment shader.
    // unfortunately,  whatever value is sent, isn't right.
    //v_translatedOrigin = toPass;

    // instead, I use this as a workaround, since I do know the correct values for my
    // situation.  of course this is hardcoded and is terrible.
    v_translatedOrigin = vec4(500.0, 200.0, 0.0, 0.0);
}

编辑：作为对我的正交矩阵错误的回应，以下是wikipedia 对正交投影的看法，而我的 -1 看起来是正确的。因为在我的情况下，例如我的垫子的第 4 个元素应该是 -((right+left)/(right-left))，它是 0 左边 960 的右边，所以 -1 * (960/960) 是 -1 .

编辑：我可能在这里发现了根本问题 - what do you think?

Answer 1

为什么您的正交矩阵的每列底部都有 -1？那些应该是零。当然，这不会影响任何事情。

我比较关心这个：

gl_Position *= projectionMatrix;

这是什么意思？矩阵乘法不是可交换的； M * a 与 a * M 不同。那么您希望gl_Position 乘以哪一边？

奇怪的是，GLSL 规范没有说明（我为此提交了错误报告）。所以你应该选择保证有效的方法：

gl_Position = projectionMatrix * gl_Position;

此外，您应该使用正确的矢量化代码。您应该有一件translate 制服，即vec2。然后你可以做gl_Position.xy = a_position.xy + translate;。您必须用常数 (gl_Position.zw = vec2(0, 1);) 填写 Z 和 W。

---

GLSL 中的矩阵是列主要的。前四个值是矩阵的第一个 列，而不是第一行。您正在与转置的正交矩阵相乘。

Answer 2

我必须附和尼可波拉斯的观点。发生两个错误以使事情正常进行是令人沮丧的，但并没有减少错误。事情出现在您期望的地方很可能是因为矩阵的平移部分是 0、0、0。

您发布的等式是正确的，但符号是行主要的，而 OpenGL 是列主要的：

我开始的每个新项目都会与这些东西发生冲突。 This site 是一个非常好的资源，它帮助我保持这些事情的正确性。他们在projection matrices 上有另一个页面。

如果您不确定您的正交投影是否正确（现在不正确），请尝试将相同的值插入 GL_PROJECTION 的 glOrtho 和 reading the values back out。