投影和剪裁问题？

Question

我目前正在使用C＃开发Direct3D 11渲染引擎。

我已经成功绘制三角形，应用颜色和纹理等。 我现在试图显示的对象是一个旋转的立方体，边长为1，位于世界空间的原点。 但是在应用视图尤其是投影矩阵时，我得到了令人不满意的结果。由于很难解释，我只是告诉你我得到的不同视图/投影组合的结果：

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我的顶点着色器的HLSL片段：

float4x4 wvpMatrix = mul(World, mul(View, Projection));
output.Position = mul(input.Position, wvpMatrix);

我使用的世界矩阵：

// Static rotation around all three axes
matrices.World = Matrix.Identity * Matrix.CreateFromYawPitchRoll(0.5f, 0.6f, 1.0f);

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测试A

从正z方向的原点开始的简单视图矢量。没有使用投影。 您可以看到正在修剪多维数据集的背面。

matrices.View = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 0, 1), Vector3.Up);
matrices.Projection = Matrix.Identity;

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测试B

视图矩阵保持不变，但现在我正在使用正交投影矩阵。 这次立方体的正面消失了。您可以看到的部分是在测试A中剪切的部分。

matrices.View = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 0, 1), Vector3.Up);
matrices.Projection = Matrix.CreateOrthographic(2, 2, 0.01f, 100.0f);

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测试C

再次没有投影，就像在测试A中一样。这次从负z方向的三个单位观察场景。 当摄像机位置未设置为系统原点时，立方体看起来会失真。我认为还有一些削减。

matrices.View = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0, 0, -3), new Vector3(0, 0, 1), Vector3.Up);
matrices.Projection = Matrix.Identity;

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测试D

最后，我使用透视投影。到目前为止，我还没有找到可以看到立方体任何部分的摄像机位置。我得到的是全屏矢车菊蓝。

matrices.View = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0, 0, -3), new Vector3(0, 0, 1), Vector3.Up);
matrices.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(1, 1, 0.1f, 100);

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我想要做的第一件事是绘制完整的立方体 - 没有剪裁。我尝试了近/远平面值的不同组合，但我找不到可接受的解决方案。 我的最终目标是进行透视投影。但是你看到我甚至无法获得一个好的orthagonal视图的场景。

Answer 1

矩阵必须在某个时刻进行转置。

<强>原因：

Microsoft.Xna.Framework.Matrix结构的布局是基于行的。 HLSL中的矩阵是基于列的。

来自XNA Documentation：

  

矩阵在XNA Framework中使用行向量布局。

来自Wikipedia article on matrix order：

  

列主要顺序是将数组展平到的类似方法   线性内存，但列按顺序列出。 [...]着色语言   GLSL和HLSL使用列主要排序。

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解决方案A：

在将所有矩阵发送到着色器之前转置所有矩阵：

var projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(1, 1, 0.1f, 100);
projection = Matrix.Transpose(projection);

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解决方案B：

将此行放在着色器代码中：

#pragma pack_matrix( row_major )