OpenGL ES 2D将NDC转换为屏幕坐标

Question

我使用OpenGL ES只绘制2D形状，我必须创建自己的矩阵并将它们传递给着色器。

我只使用3x3矩阵和2个分量向量。我知道，对于2D，仍然有4x4矩阵和3个分量向量，Z设置为1，但我想知道是否可以保留它。

我让所有的矩阵工作，平移旋转和缩放所有的工作。我所缺少的是一个“投影”矩阵，我所有的位置都在-1到1之间，而且我的形状是变形的，因为我的手机的纵横比不是1。我需要一个矩阵，用正确的比例将我所有的坐标映射到屏幕上。

通常，您会使用一个正交投影矩阵来完成这个映射，但是这些都是4x4。如何使用3x3矩阵进行此映射？如果我不能，有没有办法保持矩阵3x3，并以其他方式映射它？(我可以在没有矩阵的情况下插值坐标，但这不能解决比率问题)

为了澄清，这里是我的顶点着色器，如您所见，我使用的是一个3x3转换矩阵和2个组件向量：

uniform mat3 u_transform_mat;   

attribute vec2 a_vert_pos;  
attribute vec2 a_vert_uv;     

varying vec2 v_vert_uv;       

void main()                 
{                           
   v_vert_uv = a_vert_uv;       

   gl_Position = vec4(u_transform_mat * vec3(a_vert_pos, 1.0), 1.0);
}                                 

Answer 1

在这种情况下，你真正需要做的“投影”矩阵就是比例。

比如说，你有景观屏幕尺寸，你的纵横比是1.5。随着您现在的转换，NDC范围的-1，1将扩大，以适应屏幕的宽度，这意味着，这是一个因子1.5的水平方向相对于垂直方向。

你想要保持比例不变的是把范围- 1.5，1.5的x方向和范围-1，1的y方向到屏幕上。或者在更一般的情况下，-aspect，在x方向的方面。

要将-aspect的方面范围映射为-1，1的NDC范围，您需要将x坐标缩放为(1 /方面)。因此，您的“投影”矩阵是一个只在x方向上缩放的非均匀缩放矩阵：

    [ 1.0f / aspectRatio  0.0f  0.0f ]
P = [        0.0f         1.0f  0.0f ]
    [        0.0f         0.0f  1.0f ]