为什么相机默认面向z轴的负端？

Question

我正在从这个scratchpixel学习openGL，这里是透视项目矩阵章节的引用：

  

相机指向世界坐标系负z轴，以便当一个点从世界空间转换到相机空间（然后从相机空间转换到屏幕空间）时，如果该点位于世界坐标系的左侧在y轴上，它也会映射到摄像机坐标系y轴的左侧。换句话说，当世界坐标系x轴也指向右边时，我们需要摄像机坐标系的x轴指向右边;并且唯一可以获得该配置的方法是让相机向下看负z轴。

我认为它与镜像图像有关？但是这个解释让我很困惑...为什么默认情况下相机的坐标与世界坐标不一致（就像我们在openGL中创建的每个其他3D对象一样）？我的意思是，我们需要使用变换矩阵来转换相机坐标（无论我们想要什么，负z设置，我们都可以模拟它）...为什么要这么麻烦？

Answer 1

选择z方向是完全随意的。

但你的选择有很大的影响。

坚持GL-z方式的一个原因是面部的剔除将匹配GL常量名称，如GL_FRONT。我建议只使用教程。

仅在一个轴上翻转符号也会翻转“奇偶校验”。所以正面变成了背面。 znear深度测试变为zfar。因此，选择一个并坚持下去是明智的。

Answer 2

默认情况下，是的，它是“右手”系统（例如在物理中使用）。你的拇指是X轴，食指Y轴，当你做那些向右方向，Z点（中指）给你。为什么选择Z轴指向屏幕内/外？因为然后X轴和Y轴进入屏幕，就像2D图形一样。

但实际上，OpenGL没有首选的坐标系。您可以随意调整它。例如，如果您正在制作迷宫游戏，您可能希望Y在屏幕外部/内部（以及Z向上），以便您可以在XY平面上很好地移动。您可以修改视图/透视矩阵，然后就可以了。

Answer 3

你在谈论这个“相机”是什么？在OpenGL中没有“相机”这样的东西。你所拥有的只是一个两阶段的转型链：

1. 顶点位置→视图空间位置（通过modelview变换）
2. 视图空间位置→剪辑空间位置（通过投影变换）

要知道为什么默认OpenGL是“向下看”-z，我们必须看看如果两个转换步骤都“无”，即完全身份转换会发生什么。

在这种情况下，传递给OpenGL的所有顶点位置都保持不变。 X映射到窗口宽度，Y映射到窗口高度。默认情况下，您可以选择OpenGL中的所有计算（您可以更改），遵循右手坐标系的规则，因此如果+ X指向右边，+ Y指向上，那么Z +必须指向“屏幕外”为右手规则要一致。

这就是它的全部内容。没有相机。只是线性变换和使用右手坐标的选择。