应用透视矩阵时的OpenGL变形

Question

我有一个简单地绘制立方体的程序。 当应用诸如旋转缩放等变换时，程序将运行。 当我尝试应用任何透视矩阵（例如，透视，平截头体或正交）时，立方体会以不确定的方式变得非常扭曲。 我感到困惑的是，为什么该程序在使用其他转换时可以正常工作，但是在应用任何类型的透视图时却会中断。

此外，当我在glUniformMatrix4fv中将GL_TRUE参数更改为GL_FALSE时，多维数据集停止在屏幕上移动，但仍具有奇怪的变形。 这是显示功能。 仅应用透视图会产生相同的失真。

void display()
{
    vec4 e2 = { 0.0, 0.0, 1.0, 0.0};
    vec4 at = { 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 };
    vec4 up = { 0.0, 1.0, 0.0, 0.0 }; 

    mat4 rx = RotateX(theta);
    mat4 ry = RotateY(theta);
    mat4 ps = Perspective(zoom*45.0, aspect, 0.5, 10.0);
    mat4 rxry = multiplymat4(rx, ry);

    mat4 mv = LookAt(e2, at, up); 
    glUniformMatrix4fv( ModelView, 1, GL_TRUE, &mv.m[0][0] );

    mat4 p = multiplymat4(rxry,ps);
    glUniformMatrix4fv(projection, 1, GL_TRUE, &p.m[0][0]);
} 

我不相信这是在我的透视函数中，因为正射和平截头体做相同的事情，但是透视代码在下面。

mat4 Perspective(float fovy, float aspect, float zNear, float zFar)
{
    float top = tan(fovy*DegreesToRadians/2) * zNear;
    float right = top * aspect;

    mat4 c = ZERO_MATRIX;
    c.m[0][0] = zNear/right;
    c.m[1][1] = zNear/top;
    c.m[2][2] = -(zFar + zNear)/(zFar - zNear);
    c.m[2][3] = -2.0*zFar*zNear/(zFar - zNear);
    c.m[3][2] = -1.0;
    c.m[3][3] = 0.0;
    return c;
}

还有顶点着色器

#version 120

attribute vec4 vPosition;
attribute vec4 vColor;
varying vec4 color;

uniform mat4 ModelView;
uniform mat4 projection;

void
main()
{
    gl_Position = projection*ModelView*vPosition/vPosition.w;
    color = vec4( vColor);
}

Answer 1

我可以在似乎我错的地方找到两个地方。

1）您将透视矩阵与旋转矩阵相乘。 为什么？ 如果要进行相机运动，则必须在lookAt矩阵中完成。 因此，我建议使用以下简单代码：

mat4 ps = Perspective(zoom*45.0, aspect, 0.5, 10.0);
glUniformMatrix4fv(projection, 1, GL_TRUE, &ps.m[0][0]);

2）透视划分是由GPU自动完成的，这样，看来我顶点着色器也是错误的：

gl_Position = projection*ModelView*vPosition;
color = vec4( vColor);

Answer 2

矩阵乘法顺序很重要，从我看来，您的p矩阵应该是

mat4 p = multiplymat4(ps, rxry);

虽然在逻辑上旋转属于视图矩阵。

此外，/ vPosition.w可能在着色器中不执行任何操作，因为w等于1.0，除非您实际提供了4维位置数据。 在顶点着色器中也不需要透视划分。