gl_Position.w 在 Vulkan 中的作用是什么？
What is the role of gl_Position.w in Vulkan?
来自 GLSL 顶点着色器的变量 gl_Position 输出必须有 4 个坐标。在 OpenGL 中，似乎 w 坐标用于缩放向量，方法是将其他坐标除以它。 w 在 Vulkan 中的用途是什么？
Vulkan 中的着色器和投影与 OpenGL 中的行为完全相同。深度范围（OpenGL 中的 [-1, 1]，Vulkan 中的 [0, 1]）或坐标系原点（OpenGL 中的左下角，Vulkan 中的左上角）存在细微差异，但原理是完全一样的。硬件仍然相同，它在 OpenGL 和 Vulkan 中以相同的方式执行计算。
4 分量向量有多种用途：
- 可以进行不同的变换（平移、旋转、缩放）
以相同的方式表示，使用 4x4 矩阵。
- 投影也可以用 4x4 矩阵表示。
- 可以将多个变换组合成一个 4x4 矩阵。
- 你提到的
.w组件在透视投影时使用。
所有这些我们都可以用 4x4 矩阵完成，因此我们需要 4 分量向量（因此它们可以乘以 4x4 矩阵）。同样，我写这篇文章是因为上述规则同时适用于 OpenGL 和 Vulkan。
因此，为了 gl_Position 变量的 .w 组件的目的 - 它在 Vulkan 中完全相同。它用于缩放位置向量 - 在透视计算（投影矩阵乘法）期间，原始深度由原始 .w 分量修改并存储在 gl_Position 变量的 .z 分量中。此外，原始深度也存储在 .w 组件中。之后（作为固定功能步骤）硬件执行透视除法并将存储在 gl_Position 变量中的位置除以其 .w 分量。
硬件执行的正交投影步骤完全相同，但用于计算的值不同。所以透视分割步骤仍然由硬件执行，但它什么都不做（位置被 1.0 潜水）。
在计算机图形学中，变换用矩阵表示。如果你想让某个东西旋转，你可以将它的所有顶点（一个向量）乘以一个旋转矩阵。想要它移动吗？乘以平移矩阵等
tl;dr: 您无法使用 3D 矩阵和向量描述沿 z 轴的平移。您至少还需要 1 个维度，因此他们只是添加了一个虚拟维度 w。但如果它不是 1，事情就会中断，所以将其保持在 1 :P.
无论如何，现在我们开始快速回顾一下矩阵乘法：
你基本上把x放在a上面，y放在b上面，z放在c上面。将整列乘以您刚刚移动的变量，然后对行中的所有内容求和。
所以如果你要翻译一个矢量，你会想要这样的东西：
看看 x 和 y 现在是如何被 az 和 bz 翻译的？不过这很尴尬:
- 每当你移动东西时，你都必须考虑
z 有多大（如果 z 是负数怎么办？你必须朝相反的方向移动。如果你只想把东西移一英寸...)
- 您不能沿
z 轴移动。你将永远无法飞行或进入地下
但是，如果您可以确保 z = 1 始终 :
现在更清楚了，该矩阵允许您在 x-y 平面中移动 a 和 b 量。唯一的问题是你一直在概念上漂浮，你仍然不能上升或下降。你只能在 2D 中移动。
但是你看到这里的规律了吗？使用 3D 矩阵和 3D 矢量，您可以描述 2D 中的所有基本运动。那么如果我们添加第 4 个维度呢？
看起来很眼熟。如果我们一直保持 w = 1 :
我们开始了，现在您可以沿所有 3 个轴进行平移。这就是所谓的齐次坐标。
但是，如果您正在进行一些大而复杂的转换，导致 w != 1，并且没有办法解决它怎么办？ OpenGL（以及我认为基本上任何其他 CG 系统）将执行所谓的归一化：将结果向量除以 w 分量。我不知道到底为什么（'因为缩放是线性变换？），但它具有良好的含义（可用于透视变换）。无论如何，翻译矩阵实际上看起来像：
好了，看看每个组件如何缩小 w，然后 它被翻译了？这就是 w 控制缩放的原因。
gl_Position 是一个 Homogeneous coordinates。 w组件在透视投影中起作用。
投影矩阵描述了从场景视图的 3D 点到视口上的 2D 点的映射。它从眼睛space变换到剪辑space，剪辑space中的坐标通过除以剪辑坐标 (Perspective divide).
在透视投影中，投影矩阵描述了从针孔相机看到的世界中的 3D 点到视口的 2D 点的映射。
相机平截头体（截棱锥）中的眼睛 space 坐标映射到立方体（归一化设备坐标）。
透视投影矩阵：
r = right, l = left, b = bottom, t = top, n = near, f = far
2*n/(r-l) 0 0 0
0 2*n/(t-b) 0 0
(r+l)/(r-l) (t+b)/(t-b) -(f+n)/(f-n) -1
0 0 -2*f*n/(f-n) 0
当视图space中的笛卡尔坐标被透视投影矩阵变换时，结果是Homogeneous coordinates。 w 组件随着到视点的距离而增长。这会导致对象在 Perspective divide 之后变得更小，如果它们离得更远的话。
来自 GLSL 顶点着色器的变量 gl_Position 输出必须有 4 个坐标。在 OpenGL 中，似乎 w 坐标用于缩放向量，方法是将其他坐标除以它。 w 在 Vulkan 中的用途是什么？
Vulkan 中的着色器和投影与 OpenGL 中的行为完全相同。深度范围（OpenGL 中的 [-1, 1]，Vulkan 中的 [0, 1]）或坐标系原点（OpenGL 中的左下角，Vulkan 中的左上角）存在细微差异，但原理是完全一样的。硬件仍然相同，它在 OpenGL 和 Vulkan 中以相同的方式执行计算。
4 分量向量有多种用途：
- 可以进行不同的变换（平移、旋转、缩放） 以相同的方式表示，使用 4x4 矩阵。
- 投影也可以用 4x4 矩阵表示。
- 可以将多个变换组合成一个 4x4 矩阵。
- 你提到的
.w组件在透视投影时使用。
所有这些我们都可以用 4x4 矩阵完成，因此我们需要 4 分量向量（因此它们可以乘以 4x4 矩阵）。同样，我写这篇文章是因为上述规则同时适用于 OpenGL 和 Vulkan。
因此，为了 gl_Position 变量的 .w 组件的目的 - 它在 Vulkan 中完全相同。它用于缩放位置向量 - 在透视计算（投影矩阵乘法）期间，原始深度由原始 .w 分量修改并存储在 gl_Position 变量的 .z 分量中。此外，原始深度也存储在 .w 组件中。之后（作为固定功能步骤）硬件执行透视除法并将存储在 gl_Position 变量中的位置除以其 .w 分量。
硬件执行的正交投影步骤完全相同，但用于计算的值不同。所以透视分割步骤仍然由硬件执行，但它什么都不做（位置被 1.0 潜水）。
在计算机图形学中，变换用矩阵表示。如果你想让某个东西旋转，你可以将它的所有顶点（一个向量）乘以一个旋转矩阵。想要它移动吗？乘以平移矩阵等
tl;dr: 您无法使用 3D 矩阵和向量描述沿 z 轴的平移。您至少还需要 1 个维度，因此他们只是添加了一个虚拟维度 w。但如果它不是 1，事情就会中断，所以将其保持在 1 :P.
无论如何，现在我们开始快速回顾一下矩阵乘法：
你基本上把x放在a上面，y放在b上面，z放在c上面。将整列乘以您刚刚移动的变量，然后对行中的所有内容求和。
所以如果你要翻译一个矢量，你会想要这样的东西：
看看 x 和 y 现在是如何被 az 和 bz 翻译的？不过这很尴尬:
- 每当你移动东西时，你都必须考虑
z有多大（如果z是负数怎么办？你必须朝相反的方向移动。如果你只想把东西移一英寸...) - 您不能沿
z轴移动。你将永远无法飞行或进入地下
但是，如果您可以确保 z = 1 始终 :
现在更清楚了，该矩阵允许您在 x-y 平面中移动 a 和 b 量。唯一的问题是你一直在概念上漂浮，你仍然不能上升或下降。你只能在 2D 中移动。
但是你看到这里的规律了吗？使用 3D 矩阵和 3D 矢量，您可以描述 2D 中的所有基本运动。那么如果我们添加第 4 个维度呢？
看起来很眼熟。如果我们一直保持 w = 1 :
我们开始了，现在您可以沿所有 3 个轴进行平移。这就是所谓的齐次坐标。
但是，如果您正在进行一些大而复杂的转换，导致 w != 1，并且没有办法解决它怎么办？ OpenGL（以及我认为基本上任何其他 CG 系统）将执行所谓的归一化：将结果向量除以 w 分量。我不知道到底为什么（'因为缩放是线性变换？），但它具有良好的含义（可用于透视变换）。无论如何，翻译矩阵实际上看起来像：
好了，看看每个组件如何缩小 w，然后 它被翻译了？这就是 w 控制缩放的原因。
gl_Position 是一个 Homogeneous coordinates。 w组件在透视投影中起作用。
投影矩阵描述了从场景视图的 3D 点到视口上的 2D 点的映射。它从眼睛space变换到剪辑space，剪辑space中的坐标通过除以剪辑坐标 (Perspective divide).
在透视投影中，投影矩阵描述了从针孔相机看到的世界中的 3D 点到视口的 2D 点的映射。
相机平截头体（截棱锥）中的眼睛 space 坐标映射到立方体（归一化设备坐标）。
透视投影矩阵：
r = right, l = left, b = bottom, t = top, n = near, f = far
2*n/(r-l) 0 0 0
0 2*n/(t-b) 0 0
(r+l)/(r-l) (t+b)/(t-b) -(f+n)/(f-n) -1
0 0 -2*f*n/(f-n) 0
当视图space中的笛卡尔坐标被透视投影矩阵变换时，结果是Homogeneous coordinates。 w 组件随着到视点的距离而增长。这会导致对象在 Perspective divide 之后变得更小，如果它们离得更远的话。