多个模型视图矩阵答案

【问题标题】：Multiple modelview matrices多个模型视图矩阵
【发布时间】：2014-03-01 13:53:26
【问题描述】：

我正在关注 opengl-tutorial.org 上的 OpenGL 教程，在教程 4 中，作者提议作为一个“项目”，将两个“对象”发送到 OpenGL，而我们之前只渲染过一个对象。具体来说，他这样问：

在不同的位置画出立方体和三角形。您需要生成 2 个 MVP 矩阵，以便在主循环中进行 2 次绘制调用，但只需要 1 个着色器。

我们这样定义MVP 矩阵：

GLuint MatrixID = glGetUniformLocation(programID, "MVP");
glm::mat4 Projection = glm::perspective(90.0f, 4.0f / 3.0f, 0.1f, 100.0f);

// Camera matrix
glm::mat4 View = glm::lookAt(
                            glm::vec3(0,0,3), // Camera is at (4,3,3), in World Space
                            glm::vec3(0,0,0), // and looks at the origin
                            glm::vec3(0,1,0)  // Head is up (set to 0,-1,0 to look upside-down)
                       );
glm::mat4 Model = glm::mat4(1.0f);
glm::mat4 MVP = Projection * View * Model;

现在我了解到每个对象只使用一个 MVP 矩阵。但我有几个问题。

如何为每个对象创建一个 MVP 矩阵？我是否必须为每个对象重新创建视图和模型矩阵（IE 为每个对象指定一个新矩阵）？
我认为glm::lookAt 被用作某种“相机”，所以我不应该为每个对象创建一个新的“相机”，不是吗？
Model 矩阵有什么作用？作者说它现在是一个单位矩阵，但如果我把它改成 100，什么都不会发生！我认为Model 矩阵是定义模型渲染位置的矩阵，但如果不修改View 矩阵（这是有道理的），我似乎无法更改模型的渲染位置。

【问题讨论】：

标签： c++ opengl matrix

【解决方案1】：

通常，每个“相机”使用一个投影和一个视图矩阵。视图矩阵基本上代表了相机的位置和方向，而投影矩阵则代表了相机的属性（视野、纵横比等）在某种程度上就像一个真实相机的“镜头”，但不要拉伸这个比喻太过分了）。

模型矩阵通常用于将模型放置在某个全局“世界坐标系”中。所以，每个对象都需要一个模型矩阵，这样每个对象都可以独立放置。

完全不需要世界坐标系统。对生成的图片重要的是对象如何相对于相机放置 - 即 ModelView 进入图片 - 作为模型的组合和视图变换，直接从对象空间到一些相机相关的眼睛空间，绕过任何“世界空间”。

在您的情况下，您甚至可以将其与投影矩阵进一步结合，因此您可以直接从对象空间转到剪辑空间。

如您所见，MVP 矩阵需要更改，如果它组成的任何不同矩阵确实发生了变化。理论上，您可以预先计算每个对象的 MVP - 但这通常不会这样做，因为相机是可移动的，并且所有这些 MVP 矩阵无论如何都必须重新计算 - 这里没有太多可保存的。因此，通常在绘图调用之前将这些矩阵分开并将它们相乘。

模型矩阵有什么作用？作者说它现在是一个单位矩阵，但是如果我将其更改为 100，则不会发生任何事情！

这甚至意味着什么，“将矩阵更改为 100”？从上面的代码sn-ps可以看出你的模型矩阵确实被使用了并且影响了MVP矩阵。所以改变它应该有效果——当然取决于你改变了什么。如果你只是换行

glm::mat4 Model = glm::mat4(1.0f);

到

glm::mat4 Model = glm::mat4(100.0f);

那么它实际上不会导致任何可观察到的变化。您将获得不同的剪辑空间坐标，但差异会相互抵消，并且生成的图像将是相同的。那是由于齐次坐标的工作原理，完全是另一回事。

【讨论】：