矩阵乘法 - 视图/投影、世界/投影等

Question

在 HLSL 中有很多矩阵乘法，虽然我了解如何以及在何处使用它们，但我不确定它们是如何导出的或它们的实际目标是什么。

所以我想知道是否有在线资源可以解释这一点，我特别好奇将世界矩阵乘以视图矩阵以及世界+视图矩阵乘以投影矩阵背后的目的是什么。

Answer 1

您可以从数学角度获得一些信息 这篇维基百科文章 或上 msdn.

本质上，当您将 3D 模型渲染到屏幕上时，您会从分散在 3D 空间中的简单顶点集合开始。这些顶点都有自己的位置，用“物体空间”。也就是说，它们通常具有在正在渲染的场景中没有意义的坐标，而仅表达同一模型的一个顶点与另一个顶点之间的关系。例如，模型顶点的位置只能在 -1 到 1 的范围内（或类似的值，这取决于模型的创建方式）。

为了将模型渲染到正确的位置，您必须缩放、旋转并将其平移到场景中的“真实”位置。您要移动到的这个位置用“世界空间“坐标也表达了场景中顶点之间的真实关系。为此，您只需将每个顶点的位置乘以其 世界 矩阵。必须创建此矩阵以包含您需要应用的平移/旋转/缩放参数，以便使对象出现在场景中的正确位置。

此时（将所有模型的所有顶点与世界矩阵相乘后）您的顶点以世界坐标表示，但您仍然无法正确渲染它们，因为它们的位置是 不是 相对于你的“观点”（即你的相机）。因此，这次您使用视图矩阵来乘以所有内容，该矩阵反映了渲染场景的视点的位置和方向。

所有顶点现在都处于正确的位置，但为了模拟 看法 您仍然需要将所有内容与投影矩阵相乘。最后的乘法确定顶点的位置如何根据距相机的距离而变化。

现在最后是所有顶点，从它们在“中的位置”开始物体空间”，已移动到屏幕上的最终位置，在那里它们将被渲染、光栅化然后呈现。

Answer 2

在线资源： Direct3D 矩阵 , 投影度量, Direct3D 转换, DirectX API 中矩阵的重要性.