了解OpenGL投影矩阵

Question

我一直在编写程序以使用OpenGL显示3d模型，直到现在为止我都使用正交投影，但是我想切换到透视投影，以便当照相机朝向模型时，它看起来会变大。我知道我必须将三个矩阵（模型，视图和投影）相乘才能正确应用所有转换。如您在以下代码中看到的，我已经尝试这样做，并且能够正确地创建模型并查看矩阵。我知道这些方法可以正常工作，因为当我将模型相乘并一起查看投影时，我可以旋转和平移对象，以及更改相机的位置和角度。我的问题是，当我将该乘积乘以投影矩阵时，我再也看不到屏幕上的对象。

这里的相机结构的默认值为{0,0，-。5}，但是我使用键盘操纵该值来移动相机。

我正在使用GLFW + glad，而linmath.h用于矩阵数学。

    //The model matrix controls where the object is positioned. The
    //identity matrix means no transformations.
    mat4x4_identity(m);
    //Apply model transformations here.

    //The view matrix controls camera position and angle.
    vec3 eye={camera.x,camera.y,camera.z};
    vec3 center={camera.x,camera.y,camera.z+1};
    vec3 up={0,1,0};
    mat4x4_look_at(v,eye,center,up);

    //The projection matrix flattens the world to 2d to be rendered on a
    //screen.
    mat4x4_perspective(p, 1.57, width/(float)height, 1,10); //FOV of 90°
    //mat4x4_ortho(p, -ratio, ratio, -1.f, 1.f, 1.f, -1.f);

    //Apply the transformations. mvp=p*v*m.
    mat4x4_mul(mvp, p, v);
    mat4x4_mul(mvp, mvp, m);

Answer 1

设置透视投影矩阵时，将设置到近平面和远平面的距离。在您的情况下，近平面为1，远平面为10：

mat4x4_perspective(p, 1.57, width/(float)height, 1,10);

模型被附近的平面裁剪。该模型必须位于剪辑空间中。
摄像机视锥中的眼睛空间坐标（截断的金字塔）映射到立方体（标准化的设备坐标）。 截去了所有不在视锥体中的几何体。

这意味着模型到摄像机的距离必须大于到近平面的距离（1），并且要小于到远平面的距离（10）。

由于当您不使用任何投影矩阵时都可以“看到”模型，因此到模型的实际距离在[-1，1]范围内（标准化设备空间）。请注意，如果您不使用投影矩阵，那么投影矩阵就是单位矩阵。这就像正交投影一样，近平面距离为-1，远平面距离为1。

更改相机的位置以解决此问题：

例如

vec3 eye    = {camera.x, camera.y, camera.z - 5}; // <--- 5 is in range [1, 10] 
vec3 center = {camera.x, camera.y, camera.z};
vec3 up     = {0, 1, 0};
mat4x4_look_at(v, eye, center, up);