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OpenGL(五)-- OpenGL中矩阵的变换OpenGL(五)-- OpenGL中矩阵的变换

可以想象在观察者和物体中间有一个画板,观察者最终看到的图像是在这个画板上的,这个画板的位置就是由投影矩阵来表示的。在这个画板上的图像才是可以用于显示的2d图像。...通过对视图坐标系经过投影矩阵(Projection Matrix)通过矩阵相乘变换得来的。...通过模型矩阵,观察者矩阵(View Matrix),投影矩阵(Projection Matrix)三步矩阵变换后最终确定该展示怎样的图像。...要注意的是矩阵的计算时从右往左的所以: result = 投影矩阵 * 观察者矩阵 * 模型矩阵。 物体旋转、平移变换 ?...拿出这单元矩阵和另一个矩阵相乘,就会得到一个新的矩阵(矩阵6)。 3. 使用矩阵6之后,将最上方矩阵出栈(POP操作) 仿射变换API ?

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    透视投影变换矩阵推导_矩阵的投影

    译者: 流星上的潴 如需转载,请注明出处,感谢! 在3D图形程序的基本矩阵变换中,投影矩阵是其中比较复杂的。...一旦所有顶点被映射到规范视域体,只有它们的x和y坐标被用于映射到屏幕上。这并不代表z坐标是无用的,它通常被深度缓冲用于可见度测试。...它启发我们注意到这个矩阵可以用两个简单的变换串联替代:平移其次是缩放。...如果你能找到个办法获得z’z的公式就像x’z和y’z那样,你就可以写一个变换矩阵把(x, y, z)映射到(x’z, y’z, z’z)。...因此最后用于透视投影的等式如下: 现在,当你把这个等式写成矩阵的形式,得到: 当你把这个矩阵用于点(x, y, z,1),它将产生(x’z, y’z, z’z, w’

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    OpenGL矩阵变换的数学推导

    什么是OpenGL的矩阵变换 我们先来看一张经典图: [g19314w146.jpeg] 这张图相信很多同学在学习OpenGL的过程中都看到过,它比较直观地展示了OpenGL矩阵变换的过程,下面我详解一下其中的含义...就要通过视口变换映射到屏幕上 以上就是一个完整的矩阵变换过程,里面最重要的就是MVP三个矩阵,M即模型矩阵(Model Matrix),V即视图矩阵(View Matrix),P即投影矩阵(Projection...模型矩阵(Model Matrix)推导 相信大家在数学中都学过平移、缩放、旋转三种基本变换,将模型放到世界坐标系中就是利用这三种变换的组合来实现的,我们来看一下平移、缩放、旋转三种变换对应的矩阵:  ...以某种姿态放在世界坐标系中的某个地方,这个放的过程就是对应Camera的旋转和平移,这里表示为TR,其中T表示平稳变换矩阵,R表示旋转变换矩阵。...原来神秘的矩阵变换过程已经清晰可见,希望能对大家有帮助!

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    OpenGL矩阵变换的数学推导

    就要通过视口变换映射到屏幕上 以上就是一个完整的矩阵变换过程,里面最重要的就是MVP三个矩阵,M即模型矩阵(Model Matrix),V即视图矩阵(View Matrix),P即投影矩阵(Projection...模型矩阵(Model Matrix)推导 相信大家在数学中都学过平移、缩放、旋转三种基本变换,将模型放到世界坐标系中就是利用这三种变换的组合来实现的,我们来看一下平移、缩放、旋转三种变换对应的矩阵: 平移变换...以某种姿态放在世界坐标系中的某个地方,这个放的过程就是对应Camera的旋转和平移,这里表示为TR,其中T表示平稳变换矩阵,R表示旋转变换矩阵。...XYZ基下的坐标转成在UVN基下的坐标,R就相当于是把基XYZ变换成UVN的变换矩阵,其中: 假设: 则有: 于是: 由于R是正交矩阵,有性质:R^-1=R^T(R^T代表R的转置),为什么R是正交矩阵...Matrix)的数学推导,可以看到里面的变换还是很精彩的,原来神秘的矩阵变换过程已经清晰可见,希望能对大家有帮助!

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    游戏开发中的矩阵与变换

    游戏开发中的矩阵与变换 介绍 矩阵组件和恒等矩阵 缩放转换矩阵 旋转变换矩阵 变换矩阵的基础 翻译转换矩阵 全部放在一起 剪切变换矩阵(高级) 转换的实际应用 在转换之间转换位置 相对于自身移动对象...将变换应用于变换 倒置转换矩阵 这一切在3D中如何运作?...在上图中,我们可以看到红色的X向量由矩阵的第一列表示,绿色的Y向量同样由第二列表示。更改列将更改这些向量。在接下来的几个示例中,我们将看到如何对其进行操作。 您不必担心直接操作行,因为我们通常使用列。...将变换应用于变换 关于转换最重要的事情之一是如何一起使用其中的几个转换。父节点的变换会影响其所有子节点。让我们剖析一个例子。 在此图像中,子节点在组件名称之后带有“ 2”,以将其与父节点区分开。...Transform = new Transform2D(basisX, basisY, origin); 在实际的项目中,我们可以使用*运算符将一个变换应用于另一个变换,从而找到孩子的世界变换: //

    1.6K20

    三维变换矩阵的理解

    3D空间中的一个点的坐标,可以用(x,y,z)来表示。 对这个点的坐标变换有三种操作:缩放、平移、旋转。...上面的操作其实可以用矩阵运算来简单的表示,但是用矩阵表示变换的时候会有一个问题:用一个矩阵可以同时表示点的缩放、旋转,但是没办法表示平移了。...+y,Tz+z,1) 4.综合变换矩阵 综合上边的三个矩阵,可以得到最终的变换矩阵: M=S*R*T Sxcos(Rx)cos(Rz) Sxcos(Rx)sin(Rz) -Sx*sin(Ry) 0 Sy...、缩放、平移操作,所影响的矩阵中的位置就一目了然了 4.1左右手系转换 假如我们得到了一个右手坐标系下的变换矩阵,需要把它转换为左手坐标系下的变换矩阵,那么可以将其绕一个平面翻转,假设选择绕xoy平面翻转...正弦和余弦函数的曲线: 将这些变化代入上面得到的最终版变换矩阵,可以得到 m02 = -m02; m12 = - m12; m20 = -m20; m21 = -m21; Tz = -Tz 将变换矩阵中这些位置的值都乘以

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    three.js中的矩阵变换(模型视图投影变换)

    基本变换 2.1. 矩阵运算 2.2. 模型变换矩阵 2.2.1. 平移矩阵 2.2.2. 旋转矩阵 2.2.2.1. 绕X轴旋转矩阵 2.2.2.2. 绕Y轴旋转矩阵 2.2.2.3....绕Z轴旋转矩阵 2.3. 投影变换矩阵 2.4. 视图变换矩阵 3. 着色器变换 3.1. 代码 3.2. 解析 4. 其他 1....概述 我在《WebGL简易教程(五):图形变换(模型、视图、投影变换)》这篇博文里详细讲解了OpenGL\WebGL关于绘制场景的图形变换过程,并推导了相应的模型变换矩阵、视图变换矩阵以及投影变换矩阵。...Object3D,Object3D包含了3种矩阵对象: Object3D.matrix: 相对于其父对象的局部模型变换矩阵。...着色器变换 可以通过给着色器传值来验证计算的模型视图投影矩阵(以下称MVP矩阵)是否正确。

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    Python列表推导式和嵌套的列表推导式

    列表推导式提供了一个更简单的创建列表的方法。常见的用法是把某种操作应用于序列或可迭代对象的每个元素上,然后使用其结果来创建列表,或者通过满足某些特定条件元素来创建子序列。...= [[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]] >>> [num for elem in vec for num in elem] [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 列表推导式可以使用复杂的表达式和嵌套函数...import pi >>> [str(round(pi, i)) for i in range(1, 6)] ['3.1', '3.14', '3.142', '3.1416', '3.14159'] 嵌套的列表推导式...考虑下面这个 3x4的矩阵,它由3个长度为4的列表组成 >>> matrix = [ ... [1, 2, 3, 4], ... [5, 6, 7, 8], ......, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]] 如上节所示,嵌套的列表推导式是基于跟随其后的 for 进行求值的,所以这个例子等价于: >>> transposed

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    3D变换矩阵的分解公式

    3D变换矩阵:平移、缩放、旋转 3D变换矩阵是一个4x4的矩阵,即由16个实数组成的二维数组,在三维空间中,任何的线性变换都可以用一个变换矩阵来表示。...本文介绍从变换矩阵中提取出平移、缩放、旋转向量的方法,提取公式的复杂程度为“平移 的数学库),首先给定一个行主序的4x4...的变换矩阵: // 变换矩阵(a~l为任意实数) const transform = [ [a, b, c, d], [e, f, g, h], [i, j, k, l], [0, 0, 0,...,包括Euler角、四元数、轴-角,但旋转矩阵是统一的,将前三列分别除以缩放向量,就得到3x3的旋转矩阵: // 旋转矩阵 const scale = [ [ transform[0][0] /...0] / scale[0], transform[2][1] / scale[1], transform[2][2] / scale[2] ], ] 下面这张图可以直观地看到,平移、缩放、旋转在变换矩阵中的位置关系

    1.5K30

    python_字典列表嵌套的排序问题

    上一篇我们聊到python 字典和列表嵌套用法,这次我们聊聊字典和列表嵌套中的排序问题,这个在python基础中不会提到,但实际经常运用,面试中也喜欢问,我们娓娓道来。...sort():内置方法,会改变原来列表的排序、只适用于列表排序、所以效率高。...[2, 3, 5, 7, 8, 9] 指定关键字的排序: ## 列表嵌套列表 >>> user = [['Jone', '181', 30], ['Chan', '175', 26], ['Paul'...列表中嵌套字典,根据字典的值排序 ## 使用lambda方式 >>> D = [{"name": '张三', 'score': 68}, {'name': '李四', 'score': 97}] >>...,键不同的情况下对值进行排序 可以将列表中的字典先放入到一个大字典中,对整个字典进行排序,在排序完成后,再转换为列表包含字典的形式即可。

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    深入理解向量进行矩阵变换的本质

    向量的理解 上图表述的是平面上一点,在以i和j为基的坐标系里的几何表示,这个点可以看作(x,y)也可以看作是向量ox与向量oy的和。 矩阵: 就是长这个样子: ?...矩阵 矩阵和向量的乘法: ? 矩阵*向量 下面进入正题: 前面说过,某个向量可以看成一些标量倍的基向量的和。...比如,上面提到的那个向量,则是x倍的i向量+y倍的j向量,即xi+yj 那我们上面矩阵运算的结果则可以看成是ax+by+cx+dy 我们简单处理一下,则会得到(a+c)x +(b+d)y,是不是看上去就是这个矩阵对原始的...,它一直都是(x,y)从来没有动过,动的只是基变了而已 所以: 综上我们得到的结论是: 向量的矩阵变换,就是将空间上的点进行对应的移动 亦或是点没有动,只是给这个点换了一个新的基而已 再总结一点直接上图...新的基 顺便再盗个图。。。 ? 基的变换 发现一个非常好的学高数的公众号,叫“马同学高等数学”,里面有些文章是收费的,但是看完之后觉得还真是挺形象的

    1.7K40

    OpenGL中投影变换矩阵的反向推导

    在OpenGL中有两个重要的投影变换:正交投影(Orthographic Projection)和透视投影(Perspective Projection),二者各有对应的变换矩阵。...初学者比较难理解这两个矩阵是怎么来的。本文从数学角度来反向推导两个投影矩阵。 推导的思路 正交投影和透视投影的作用都是把用户坐标映射到OpenGL的可视区域。...如果我们能根据二者的变换矩阵来推出最终经过映射的坐标范围恰好是OpenGL的可视区域,也就是反向推导出了这两个投影矩阵。 OpenGL的可视区域的坐标范围是一个边长为2的立方体。...正交投影 变换效果 正交投影在OpenGL中的作用是调整屏幕宽高比,并将实际定义的坐标转换成[-1,+1]范围内的对应的坐标。 矩阵定义 下图是正交投影矩阵。 ? 参数解释如下: ?...总结 矩阵变换在OpenGL坐标变换中起到了非常重要的作用。在二维图像显示时一般使用正交变换,在三维图像显示时就要用到透视变换。理解这两个变换对应的矩阵的作用对我们理解这两个变换很重要。

    2.5K100

    线性代数精华3——矩阵的初等变换与矩阵的秩

    那么,我们刚才消元的过程,其实就是对这个矩阵做初等变换。...我们把这个过程总结一下,矩阵的初等变换操作包含以下三种: 对调两行 以数k,k≠0乘上某行的所有元素 以数k,k≠0乘上某行所有元素并加到另一行 以上的三种都是针对行为单位的,因此上面的三种变换也称为...同样我们也可以对列做如上的三种操作,称为“列变换”。行变换和列变换结合就是矩阵的初等变换。 同样,我们可以对D这个矩阵使用刚才我们上述的初等变换操作,将它变成如下这个结果: ? 它就对应方程组: ?...Dt矩阵是经过初等行变换的结果,我们还可以再对它进行列变换,将它变得更简单,我们只要交换第三和第三列,之后就可以通过初等列变换把第五列消除,之后它就变成了下面这个样子: ?...我们用数据归纳法可以很容易证明,所有的m*n的矩阵经过一系列初等变换,都可以变成如下的形式: ? r就是最简矩阵当中非零行的行数,它也被称为矩阵的秩。

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    Python必知坑点(2):嵌套列表的坑

    点击上方“Python与算法社区”,选择“星标”公众号 文章来自:Python-100-Days 编辑:zglg 1 嵌套列表 Python中有一种内置的数据类型叫列表(list),它是一种容器,可以用来承载其他的对象...(准确的说是其他对象的引用),列表中的对象可以称为列表的元素,很明显我们可以把列表作为列表中的元素,这就是所谓的嵌套列表。...嵌套列表可以模拟出现实中的表格、矩阵、2D游戏的地图(如植物大战僵尸的花园)、棋盘(如国际象棋、黑白棋)等。 2 识别坑点 在使用嵌套的列表时要小心,否则很可能遭遇非常尴尬的情况,下面是一个小例子。...][col] = float(input(subj + ': ')) print(scores) if __name__ == '__main__': main() 以上就是使用嵌套列表需要注意的问题及解决措施...,希望大家多多总结,以此避免在使用嵌套列表或者复制对象时可能遇到的坑。

    5.7K20

    Python中字典和列表的相互嵌套问题

    在学习过程中遇到了很多小麻烦,所以将字典列表的循环嵌套问题,进行了个浅浅的总结分类。...外层嵌套访问列表中的每个字典,内层嵌套访问每个字典元素的键值对。...:Jonh age:18 name:Marry age:19 2.字典中存储列表 ①访问字典中的列表元素 先用list[索引]访问列表中的元素,用dict[key]方法访问字典中的值。...(key)访问字典的值,也可以用列表索引list_name[索引]访问列表的值。...但是要注意哪个在外,哪个在内,先访问外层,再访问内层,直接访问内层的会出错。 ②字典的值为列表,访问的结果是输出整个列表 需要嵌套循环遍历里面的键值对。 ③字典中不能全部由字典元素组成

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    用于查找子列表总和的 Python 程序

    在本文中,我们将学习一个 python 程序来查找子列表的总和。...− 创建一个变量来存储输入列表。 创建两个单独的变量来存储开始索引和结束索引。 将变量 resultSum 初始化为 0,以存储子列表的结果总和。...− 使用切片从开始索引获取从开始索引到结束索引的列表元素。 使用 sum() 函数(返回任何可迭代对象中所有项目的总和)打印子列表的总和,即从给定的开始索引到结束索引的元素总和。...然后可以使用 fsum() 函数计算子列表的总和。 python中的math.fsum()函数返回任何可迭代对象(如元组,数组,列表等)中所有项目的总和。...我们还学习了如何使用切片来获取列表的一部分。

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