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✨ 透视投影矩阵的推导 ✨

发布时间:2025-03-19 22:01:56来源:

在游戏中或三维建模中,我们常常需要将三维世界中的点投影到二维屏幕上,这就需要用到透视投影矩阵。简单来说,透视投影模拟了人类眼睛观察物体的方式——远处的物体看起来更小,近处的物体则更大。

首先,我们需要定义一个视锥体(Frustum),它是三维空间中被观察的区域。视锥体由四个裁剪平面组成:顶部(Top)、底部(Bottom)、左侧(Left)和右侧(Right)。此外,还有近裁剪面(Near Plane)和远裁剪面(Far Plane)。通过这些参数,我们可以构建一个透视投影矩阵。

接下来,我们将三维坐标系中的点转换为标准化设备坐标系(NDC)。这个过程涉及将点从视锥体映射到一个立方体中,使得所有可见点都在 [-1, 1] 范围内。这一步骤利用了齐次坐标的性质,通过矩阵乘法完成。

最后,将结果除以 w 分量(透视除法),得到最终的二维屏幕坐标。这样,我们就完成了从三维到二维的完整投影过程!👀

通过理解透视投影矩阵,我们可以更好地掌控虚拟世界的呈现方式,让画面更加真实自然。🔥

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