幻蓝博客 – 孤月蓝风

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3D数学基础:摄像机坐标系


本文摘自:《3D数学基础:图形与游戏开发》

摄像机坐标系是和观察者密切相关的坐标系。摄像机坐标系和屏幕坐标系相似,差别在于摄像机坐标系处于3D空间中,而屏幕坐标系在2D平面里。摄像机坐标系能被看作一种特殊的“物体”坐标系,该“物体”坐标系是定义在摄像机的屏幕可视区域。摄像机坐标系中,摄像机在原点,x轴向右,z轴向前(朝向屏幕内或摄像机方向),y轴向上(不是世界的上方,而是摄像机本身的上方)。

注意,其他书中的摄像机坐标系关于轴向的约定可能不同。特别是,许多图形学书中习惯使用右手坐标系,z轴向外,即从屏幕指向读者。

关于屏幕坐标系的典型问题是哪些物体应该在屏幕上绘制出来。

QQ截图20160418225013.png

如:

  • 3D空间中的给定点在摄像机前方吗?

  • 3D空间中的给定点是在屏幕上,还是超出了摄像机平截椎体的左、右、上、下边界?(平截椎体就是摄像机能观察到的金字塔区域)

  • 某个物体是否在屏幕上?它的部分在,或全部不在?

  • 两个物体,谁在前面?(该问题称作可见性检测)

请注意,要绘制任何物体,这些问题都是很关键的。