为什么OpenGL中有一个glMatrixMode？答案

【问题标题】：Why is there a glMatrixMode in OpenGL?为什么OpenGL中有一个glMatrixMode？
【发布时间】：2010-12-30 21:54:00
【问题描述】：

我只是不明白 OpenGL 的 glMatrixMode 是干什么用的。

据我所知，当glMatrixMode(GL_MODELVIEW) 被调用时，它紧随其后的是glVertex、glTranslate、glRotate等，也就是说，OpenGL 命令将一些对象放置空间。另一方面，如果glOrtho 或glFrustum 或gluProjection 被调用（即放置的对象如何渲染），它有一个前面的调用glMatrixMode(GL_PROJECTION)。

我想我到目前为止所写的是一个假设，有人会证明它我错了，但不是完全使用不同的矩阵模式的点因为有不同种类的 gl 函数：那些与放置对象以及对象的渲染方式？

【问题讨论】：

请注意，这已经被弃用了，你应该只使用着色器和显式制服，从 OpenGL 3.1 开始。例如，OpenGL ES 2.0 根本不支持 glMatrixMode() 和类似的。（当然，除非你有很多代码可以做到这一点和/或需要支持旧的硬件/驱动程序。）
而 glVertex 应该被认为从 OpenGL 1.0 开始已被弃用。 :)
当您提到不推荐使用的东西时，还请提及现代替代品是什么，因为没有它提供的信息不多。
@Kos 来自 OpenGL 1.1。第一个替代方案——glDrawArrays——仅在那时出现。

标签： opengl

【解决方案1】：

这个很简单，可以很简短地回答：

渲染顶点（如glVertex）取决于称为“模型视图矩阵”和“投影矩阵”的矩阵的当前状态 ",
命令glTranslatef、glPushMatrix、glLoadIdentity、glLoadMatrix、glOrtho、gluPerspective 和整个家庭影响当前矩阵（要么以上），
命令glMatrixMode 选择受上述命令影响的矩阵（模型视图或投影）。

（另外，还有纹理矩阵用于纹理坐标，但很少使用。）

所以常见的用例是：

让模型视图矩阵大部分时间都处于活动状态，
当您必须初始化投影矩阵时（通常是在开始时或可能在调整窗口大小时），将活动切换为投影，设置透视图，然后恢复为模型视图。

【讨论】：

每次通过完整的显示通道时，您都应该重新设置（即重新设置新的）投影矩阵。无论如何，对于任何现实世界的应用程序，您都必须使用几种不同的投影。例如，要在游戏中渲染 HUD，您将使用其他投影，而不是场景本身。除了获取上下文之外，OpenGL 不知道“初始化”，所以请忘记在某处做一次性的事情，或者在重塑处理程序中设置投影的愚蠢模式。
@datenwolf - 是的，但是在 2D 叠加的投影矩阵上 push/popMatrix 也能正常工作，所以差别不大。
奇怪的是，我无法想象 glOrtho 或 gluPerspective 可以用于投影矩阵之外的任何其他东西，以及用于投影的glTranslate、glRotate 和其他变换矩阵，那么为什么设置投影的函数不在内部选择投影矩阵呢？我猜，它会为用户省去一些头疼的问题，并且更防白痴。可以在任一矩阵上调用的函数仍然可以像以前一样使用模式选择。
此视频有助于理解模型-视图-投影矩阵的直观表示。 youtube.com/watch?v=uQNU5XICGvw

【解决方案2】：

您也可以将 glRotate 和 glTranslate 用于投影矩阵。

另外：OpenGL 支持纹理和颜色的转换。例如，如果您激活此功能，您可以修改对象的纹理坐标，而无需每帧重写纹理坐标（慢）。

如果您想在对象上滚动纹理，这是一个非常有用的功能。为此，您要做的就是绘制纹理对象，将矩阵模式设置为 GL_TEXTURE 并调用 glTranslate 将偏移设置到纹理中。

【讨论】：

此外，投影纹理矩阵可用于阴影和投影纹理（舞台聚光灯、前灯、迪斯科、电影放映机等）...

【解决方案3】：

正如 Nils 所指出的，您对矩阵的了解远不止您提到的那些。

我会补充一些想法：

OpenGL 核心（从 3.1 开始）完全取消了所有矩阵的东西，GL ES 2.0 也是如此。这仅仅是因为着色器程序消除了将它们暴露在 GL 级别的大部分要求（尽管它仍然很方便）。然后你只有制服，你必须在客户端完全计算它们的价值。
矩阵操作入口点比您提到的要多。其中一些同样适用于投影/模型视图（glLoadIdentity/glLoadMatrix/glMultMatrix，Push/Pop），如果您想自己执行矩阵计算（比如说因为您在应用程序的其他地方需要它们），它们非常有用。

【讨论】：

“消除所有这些矩阵的东西”并不准确。矩阵乘法仍然是对顶点坐标应用变换的方式。不同之处在于它不再是流水线中的固定功能，而是完全由可编程着色器控制。

【解决方案4】：

所有几何坐标依次经历多次线性变换。虽然任何线性变换都可以用单个矩阵表示，但通常您想考虑一系列变换并编辑该序列，如果您只有一个矩阵，则只能更改该序列的末端。通过提供几个转换步骤，OpenGL 在中间为您提供了几个可以更改转换的位置。

在发射几何之前调用glMatrixMode 完全没有效果。在编辑变换矩阵之前调用glMatrixMode，以确定这些编辑出现在整个序列中的哪个位置。

（注意：如果您记得平移和旋转不是可交换的，那么查看序列会更有意义，因为平移会改变旋转中心。类似地，平移和缩放也不是可交换的。）

【讨论】：