opengl 矩阵/向量乘法阶数

drnojrws 于 2022-11-23 发布在其他

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我在网上读过很多关于OpenGL中旋转、平移和缩放矩阵乘法的正确顺序的文章。然而，现在我开始自己实现它，我真的很困惑。
让我们假设在我的代码中，我正在计算变换矩阵，并将其作为一个结果矩阵传递给着色器：

shader.SetUniform("u_Matrix", scale * rotation * translation);

在顶点着色器中，我将顶点乘以这个矩阵：

gl_Position = u_Matrix * vec4(a_Position, 0.0, 1.0);

现在，按照这个顺序（缩放 * 旋转 * 平移），我得到的正是我想要的：我旋转对象，然后移动到特定的点，然后缩放它。有人能解释一下为什么这是正确的顺序吗？
我一直认为所有的变换都是“从矢量方面”应用的。
例如，如果我们“展开”乘法：

gl_Position = scale * rotation * translation * vec4(a_Position, 0.0, 1.0);

那么首先应该应用平移，然后是旋转和缩放。如果不是平移和旋转的顺序，我觉得一切都很好。如果我们不想围绕某个点旋转，我们应该先旋转，然后平移，这不是这里的情况。
为什么这种转换能按预期工作？

1条答案

你的C++矩阵很可能是以行为主存储的，这意味着从左到右乘以它们是一个“原点”转换，而从右到左则是一个“局部”增量转换。
然而，OpenGL使用列主排序存储器布局（16元素阵列中的第13、第14和第15元素被视为平移分量）。
要在OpenGL中使用行主矩阵，可以执行以下两项操作：

void glUniformMatrix4fv(GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);

这会将它们重新排列为列主。
1.另一种方法是还原着色器中的操作顺序：

gl_Position = vec4(a_Position, 0.0, 1.0) * u_Matrix;

但是你会发现大多数GLSL文献将使用局部从左到右的列主排序，所以坚持这样做可能更好。
另一种选择是改变C++端的布局，使它们以列为主（但我个人认为行为主更容易处理）。