计算机图形操作矩阵

Question

我想做的是

我只使用Java实现我自己的查看管道，模仿OpenGL的行为。

在底线，我能够转换在世界坐标系中的三维多边形通过整个直线过程，并输出到2D屏幕上的视口坐标系。

我也有能力对我的世界进行缩放，旋转或平移。

优化-问题的主体

我读过OpenGL保存每个转换的内部矩阵(查看世界，观看到投影，投影到设备/视图端口--我没有模型坐标，我开始从世界坐标开始所有3d多边形已经在同一个世界坐标上，所以请忽略模型世界转换)。

现在，如果我想模仿这个程序，我如何实现呢？

如果我简单地持有这3个矩阵，并且每次将缩放/旋转/转换应用于世界时，我必须：

1. 循环遍历世界坐标，对于每个坐标： 1.1与世界观矩阵相乘的坐标 1.2用投影矩阵(到2D)相乘坐标 1.3用视口矩阵相乘坐标
2. 最后一点在屏幕坐标中，只需使用Java打印到屏幕

这是否适当的方法？

我能把前面的世界观矩阵、投影矩阵和投影视口矩阵相乘成一个矩阵M，然后用这个M把每一点乘以一次吗？我想我做不到，因为第一个矩阵是4x4，第二个矩阵是4x4，第三个矩阵是3x3 (不再有Z值)。

Answer 1

请记住，“循环遍历每个坐标并将它们乘以各自的矩阵是：

1. OpenGL在其固定功能管道中做什么？
2. 大多数顶点着色器在可编程流水线中的作用

事实上，你可以提前将矩阵相乘，以减少计算量--一些顶点着色器只需要一个"MVP“矩阵，即投影、视图和模型相乘。如果简单地将'z‘组件设置为0并构造一个4x4矩阵，则视口矩阵应该是可重构的，从而允许将它与其他矩阵相乘。

如果我是您，尝试在软件级别上重新创建OpenGL的功能，我将重点关注OpenGL的可编程管道功能，即获取着色器的源或二进制，并将它们解析为应用于数据的函数，而不是您使用的预定义矩阵。OpenGL的即时模式确实维护了你想要的矩阵，但是即时模式已经有了20多年的历史，如果你想让你学到的东西变得有意义，你可能应该围绕着现代的OpenGL，而不是20年前的OpenGL来构建你的管道。