C++坐标转换：从世界坐标到屏幕坐标
2023-06-23 07:21:36
深夜i
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C++
坐标转换
世界坐标
屏幕坐标
在计算机图形学中，常常需要将3D场景中的物体坐标转换为2D屏幕坐标，以便于显示。这个过程就是坐标转换。
在C++中，坐标转换通常包括从世界坐标到视图坐标和从视图坐标到屏幕坐标两个阶段。下面我们来分别看一下这两个阶段的实现过程。
从世界坐标到视图坐标
在3D场景中，物体存在于二维平面上，但我们通常对其进行三维的处理。因此，在将物体显示在屏幕上之前，需要先将其从世界坐标转换为视图坐标。
世界坐标指的是物体所处的真实空间坐标系，而视图坐标则是以摄像机为原点的坐标系。因此，在将物体从世界坐标转换为视图坐标时，需要先确定摄像机的位置和方向。
假设摄像机的位置和方向已经确定好了，我们可以通过使用观察矩阵来进行坐标转换。观察矩阵包含了摄像机的位置、方向和朝向等信息，将物体的世界坐标乘以观察矩阵，就可以得到其对应的视图坐标。这个过程可以使用C++中的矩阵运算来实现。
从视图坐标到屏幕坐标
在得到物体的视图坐标后，还需要进行一次从视图坐标到屏幕坐标的转换。这个过程又称为投影。投影通常分为正交投影和透视投影两种。
正交投影是将物体的视图坐标按等比例缩放后直接映射到屏幕坐标，没有透视效果。透视投影则是根据物体到摄像机的距离对其进行缩放，实现透视效果。在C++中，可以使用透视矩阵和正交矩阵来实现投影。
结语
在实际应用中，坐标转换是计算机图形学中的一个非常基础也非常重要的环节。在C++中，通过矩阵运算和投影矩阵等工具，我们可轻松实现从世界坐标到屏幕坐标的转换，实现真正的3D视觉效果。
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