专题栏目:ARVRMR虚拟现实

虚拟摄像机 | 虚拟摄像机是什么意思?

定义:三维世界通常采用摄像机的坐标系来观察。摄像机坐标系在固定的世界坐标系中的位置和方向称为观察变换。 OpenGL中的摄像机坐标系为左手坐标系,与其他和模型变换相关的笛卡尔坐标系不同。摄像机面向Z轴正方向,Y轴指向上方,X轴指向右方。

在观察虚拟对象时,通过摄像机的窗口来观察。所以,图形实时绘制需要根据摄像机的坐标实时绘制对象。也就是图形实时绘制并不关心整个虚拟世界,而是只处理摄像机看到的一部分。这部分场景用一个称为视景体( frustrum)的空间定义,它是与摄像机坐标系对齐的一个四棱锥的一部分,视景体的顶点位于摄像机坐标系的原点,又称为投影中心。从投影中心到三维对象顶点的连线与观察平面相交,形成了对象的透视投影。投影的大小与对象到投影中心的距离成反比,即远处的对象比较小,近处的对象比较大。

为了优化处理过程,图形绘制的实时绘制阶段把视景体映射为一个规范的观察体,例如立方体。一旦三维对象被投影到规范的立方体上,它们的坐标被正规化,这有助于z缓冲区处理z值较大的对象比较远,如果被z值较小的对象遮拦住,则不应该被绘制出来。此外,对象还会被裁剪,只有位于立方体内部的对象才会被绘制。如果把绘制的对象映射到二维显示窗口中,就需要对对象的坐标进行平移、缩放,这就是屏幕映射。如果窗口呈矩形,则缩放是不均匀的。

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