glm

GLM和MVP矩陣操作速記

連續工作15小時,累了,睡覺。


#include "glm/glm.hpp"

#include "glm/gtc/matrix_transform.hpp"


若未特別說明,以下示例均假設矩陣/向量爲四維

glm::mat4 mat;

glm::vec4 vec;

對於vec來說,第四位爲1代表座標,0代表方向


平移矩陣

| 1 0 0 X |

| 0 1 0 Y |

| 0 0 1 Z |

| 0 0 0 1 |


構造平移矩陣

glm::mat4 mat = glm::translate(X, Y, Z);


拉伸矩陣

| x 0 0 0 |

| 0 y 0 0 |

| 0 0 z 0 |

| 0 0 0 1 |


構造拉伸矩陣

glm:mat4 mat = glm::scale(x, y, z);


旋轉矩陣

若轉軸爲 x, y, z, 角度爲 a

X = x sin(a), Y = y sin(a), Z = z sin(a), W = cos(a)

| 1 - 2(Y*Y+Z*Z)   |      2(X*Y+Z*W)  |   2(X*Z-Y*W)    |     0    |

|     2(X*Y-Z*W)    |  1 - 2(X*X+Z*Z)  |   2(Y*Z+X*W)   |     0    |

|     2(X*Z+Y*W)   |      2(Y*Z-X*W)   | 1 - 2(X*X+Y*Y) |     0    |

|             0             |             0            |             0           |     1    |


構造旋轉矩陣

glm::vec3 axis(x, y, z);

glm::mat4 transformedMatrix = glm::rotate(mat, a, axis);


初等變換矩陣與座標相乘可得變換後的座標

mat * vec (= vec)

glm::vec4 transformedVector = mat * vec;


構造模型矩陣

glm::mat4 mat = transmat3 * transmat2 * transmat1 * mat;


構造視圖矩陣

glm::mat4 mat = glm::LookAt(CameraPos, CameraTarget, upVector);

若相機正置,則 upVector = glm:vec3(0, 1, 0)


構造投影矩陣

glm::mat4 mat = glm::perspective(FoV, AspectRatio, NearClipPlane, FarClipPlane);


                模型矩陣                視圖矩陣                 投影矩陣

模型座標 ----------> 絕對座標 ----------> 相機座標 ----------> 齊次座標

最後一步是用仿射變換模擬人眼成像的過程

glm:mat3 MVP = projection * view * model;


循環前註冊句柄

GLuint MatrixID = glGetUniformLocation(programID, "MVP");

循環中傳遞給GLSL

glUniformMatrix4fv(MatrixID, 1, GL_FALSE, &MVP[0][0]);


GLSL vertex shader 末期處理

layout(location = 0) in vec3 vertexPosition_modelspace;

uniform mat4 MVP;

void main() {

  vec4 v = vec4(vertexPosition_modelspace, 1);

  gl_Position = MVP * v;

}

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