OpenGL：任何顶点 Z 坐标是否必须为负数？

Question

我了解到 OpenGL 中的相机被定义为朝负 Z 方向看。所以在一个简单的例子中，我想象要渲染我的顶点，它们必须类似于以下定义：

rawverts = {
    0.0f, 0.0f, -1.0f,
    0.0f, 0.5f, -1.0f,
    0.5f, 0.0f, -1.0f,
};

但是，绝对没有向导会告诉我答案。在我所看到的任何地方，"Hello triangle" 示例都是在 z 坐标为 0 的情况下制作的，每当定义更复杂的网格时，坐标甚至都不会显示。我仍然不知道要将它们绘制到屏幕上的坐标的可能值。举个例子，glm::perspective:

glm::mat4 projectionMatrix = glm::perspective(
    FoV,         // The horizontal Field of View, in degrees : the amount of "zoom". Think "camera lens". Usually between 90° (extra wide) and 30° (quite zoomed in)
    4.0f / 3.0f, // Aspect Ratio. Depends on the size of your window. Notice that 4/3 == 800/600 == 1280/960, sounds familiar ?
    0.1f,        // Near clipping plane. Keep as big as possible, or you'll get precision issues.
    100.0f       // Far clipping plane. Keep as little as possible.
);

但是如何用任何正值定义裁剪平面？相机朝向-Z方向！此外，如果我在 -1 和 -4 处创建 near/far 裁剪平面，这是否会使任何大于 -1 或小于 -4 的 Z 坐标无效？还是原始 z 坐标仅在 0 和 -1 之间有效（同样，z 坐标肯定不能为正数？）..?

但让我们假设实际发生的情况是 OpenGL（或 glm）采用裁剪平面值并秘密地否定它们。所以，我的 -1 到 -4 变成了 1 到 4。这是否会使任何小于 1 和大于 4 的 Z 坐标无效，这就是 0.0f, 0.0f, -1.0f 不会在屏幕上绘制的原因？

在这个阶段，我会将答案视为指向一本书或一些 material 有关于此事的信息的指针。

Answer 1

不，points/vertices 可以有一个正的 z 坐标，但除非将相机移回，否则您将看不到它们。

This article 谈到了大约三分之一的过程。

Answer 2

你的问题是你不了解坐标系和变换。

首先是 window 坐标。它是您 window 中的像素网格，非常简单。没有z轴。

接下来是国家数据中心。 Google吧。它是一个在 xyz 轴上从 -1 到 1 的立方体。如果您同时加载具有标识的模型视图和投影矩阵，这就是您在其中渲染的 space。通过指定视口，您可以将 NDC 坐标转换为 window 坐标。来自立方体外部顶点的像素被剪裁。

你对投影和模型视图矩阵所做的是在 NDC 立方体上创建一个转换，使其覆盖你的对象。移动相机时，您会改变变换。转换可以将顶点从任何位置转换到 NDC 立方体，包括负 z 坐标。

这是事情运作方式的简短版本。长版的太长了这里就不输入了。如需更多信息，请提出具体问题或阅读有关该主题的一些文献。

OpenGL：任何顶点 Z 坐标是否必须为负数？

OpenGL: Must any vertex Z coordinate be negative or not?

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