OpenGL-坐标系

在显示器的屏幕窗口上定义一个对齐的矩形的视口，OpenGL会自动建立 世界窗口 和 视口 的变换（包括缩放和平移）。当世界窗口中所有对象都被绘制时，对象在世界窗口中的部分会被 自动地映射 到视口中————换句话说，被 映射 到屏幕坐标中，即 像素在显示器上的坐标。

视口就是窗口内部用于绘制裁剪区域的客户区域

坐标系统从笛卡尔坐标到物理屏幕像素的映射是通过视口(viewport)的设置来指定

视口一般和窗口是等比的

正投影(Orthographics Projection)或平行投影

透视投影

OpenGL里 每个顶点的z,y,z都应该在−1到1之间，超出这个范围的顶点将是不可见

顶点坐标在转换为屏幕坐标之前会变换多个坐标系统( Coordinate System )，之所以引入 过渡坐标系 是为了更加方便操作和运算

共有5中比较重要的坐标系系统

将顶点从一个坐标系转换到另一个坐标系需要用到几个变换矩阵，其中几个比较重要的是 模型(Model)、观察(View)、投影(Projection)三个矩阵 。

物体顶点 的起始坐标按序经过上述5个坐标系系统最终转换为 屏幕坐标

图形学中的几个比较重要的坐标系：

1.世界坐标系
它是一个特殊的坐标系，它建立了描述其他坐标系所需要的参考系。也就是说，可以用世界坐标系去描述其他所有坐标系或者物体的位置。所以有很多人定义世界坐标系是“我们所关心的最大坐标系”，通过这个坐标系可以去描述和刻画所有想刻画的实体。

世界坐标系又称 全局坐标系 或者 宇宙坐标系 。

2.物体坐标系
物体坐标系与特定的物体关联，每个物体都有自己特定的坐标系。不同物体之间的坐标系相互独立，可以相同，可以不同，没有任何联系。同时，物体坐标系与物体绑定，绑定的意思就是物体发生移动或者旋转，物体坐标系发生相同的平移或者旋转，物体坐标系和物体之间运动同步，相互绑定。

举例说明一下物体坐标系：我们每个人都有自己的物体坐标系，当我们决定要往前走的时候，每个人实际前行的绝对方向都不一样，可能是向北，也可能向南，或者其他方向。这里前后左右是物体坐标系中的概念。当告诉张三往前走，就是张三同学沿着自己物体坐标系的前方运动。至于张三往前走是往东还是向北，这是张三的运动在世界坐标系下的描述。

这个立方体的物体坐标系如图所示，不论该立方体位于世界坐标系的任何位置，处于什么角度，物体坐标系与物体都是绑定在一起。
物体坐标系又称模型坐标系

3.摄像机坐标系

4.惯性坐标系
惯性坐标系是为了简化世界坐标系到惯性坐标系的转化而产生的。惯性坐标系的原点与物体坐标系的原点重合，惯性坐标系的轴平行于世界坐标系的轴。引入了惯性坐标系之后，物体坐标系转换到惯性坐标系 只需旋转 ，从惯性坐标系转换到世界坐标系 只需平移 。
从惯性坐标系转换到世界坐标系只需要平移

物体坐标/对象坐标(Object Space)
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模型变换(transformation)
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世界坐标(World Space)
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视变换(Viewing)
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观察者坐标/摄像机坐标(Eye Space)
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投影变换(Projection transformation)
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裁剪坐标(Clip Space)
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透视除法(Perspective divide)
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规范化设备坐标(NDC Space)
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视口变换(ViewPort mapping)
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屏幕坐标(Screen space)

用户自定义变换（在 顶点着色器 中完成）
Attribute -> Vertex -> 模型变换(Model Space) -> World Space > Camera Space -> Clip Space
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OpenGL变换( 顶点着色器处理后 的阶段完成)
透视除法(Clipping) -> NDC Space -> Window Space -> Render

视口变换：
使用 glViewPort 内部的参数来将标准化设备坐标映射到屏幕坐标，每个坐标关联一个屏幕上的点的过程