计算PerspectiveCamera的平截头体FOV

Question

我目前有一个由两个区域组成的屏幕：

（这个特定示例的值只是假定的，当然可能因屏幕而异）。

总屏幕为1080x1432px（WxH），由两个区域组成，每个区域使用glViewPort进行剪裁。这是因为我希望区域（1）在缩放时不会填满屏幕。

1. 游戏区域。可以放大。尺寸为1080x1277px（WxH），位于顶部。
2. HUD（此处的FYI对象可以移动到区域（1）。不可缩放。大小为1080x154（WxH）。

两者都有自己的相机。

区域（1）宽度为15f，高度大于15f（只要它至少为15f就无所谓）。

我希望区域（2）的宽度为7f，高度为1f（为方便起见）。因此我想相应地设置相机。我试图通过计算FOV来做到这一点：

float size = 1f;
float halfHeight = size * 0.5f;
halfHeight *= (float) 154 / (float) 1080;
float fullHeight = 2 * halfHeight;
float halfFovRadians = MathUtils.degreesToRadians * camera.fieldOfView * 0.5f;
float distance = halfHeight / (float) Math.tan(halfFovRadians);

camera.viewportWidth = 1080;
camera.viewportHeight = 154;
camera.position.set(0f, 0, distance);
camera.lookAt(0, 0, 0);
camera.update();

我创建了一个对象：

ModelBuilder builder = new ModelBuilder();
builder.begin();
builder.node();
MeshPartBuilder meshBuilder = builder.part("lattice", GL20.GL_TRIANGLES,
        VertexAttributes.Usage.Position,
        new Material(ColorAttribute.createDiffuse(Color.GRAY)));

BoxShapeBuilder.build(meshBuilder, 0f, 0f, 0f, 7f, 1f, 0f);
Model model = builder.end();
mHudModel = new ModelInstance(model);

如果我手动尝试将距离设置为1f，我仍然可以查看该框，但如果我低于1.0f，则该框不会显示。并且计算的距离约为0.76f。

我尝试使用与https://xoppa.github.io/blog/a-simple-card-game/相同的概念来计算FOV。它适用于区域（1）。

我可以不这样使用相机吗？我是否错误地计算了FOV？当我在距离1f以下时，为什么我的物体会消失？

感谢。

Answer 1

投影矩阵描述了从场景的3D点到视口的2D点的映射。它从眼睛空间转换到剪辑空间，并且通过用剪辑坐标的w分量进行划分，将剪辑空间中的坐标转换为规范化设备坐标（NDC）。 NDC在（-1，-1，-1）到（1,1,1）的范围内。
每个在NDC之外的几何体都被剪裁。

相机平截头体的近平面和远平面之间的物体被映射到NDC的范围（-1,1）。
（进一步查看How to render depth linearly in modern OpenGL with gl_FragCoord.z in fragment shader?）

这意味着如果你想看更接近 1.0 的对象，那么你必须设置到近平面的距离小于 1.0 。

注意，近平面和远平面应尽可能靠近场景，以提高计算精度并避免z-fighting，但它们必须包含您想要从场景中看到的所有内容< / strong>即可。