模型视图矩阵交互式教学演示

此演示展示了计算机图形学中模型视图矩阵的作用。您可以选择变换物体坐标系或相机坐标系,观察它们对最终成像的影响。

变换模式选择

选择"变换物体"将改变物体在世界坐标系中的位置和方向; 选择"变换相机"将改变相机的观察位置和方向。

模型选择

物体变换参数

0.0
0.0
-5.0

相机视图 (正交投影)

X轴 | Y轴 | Z轴

物体顶点 | 物体边缘

物体变换信息

位置: 0.0, 0.0, -5.0

旋转: 0°, 0°, 0°

模型矩阵

相机变换信息

位置: 0.0, 0.0, 0.0

旋转: 0°, 0°, 0°

视图矩阵

模型视图矩阵 (View × Model)

模型视图矩阵将物体从局部坐标系变换到相机坐标系。在计算机图形学管线中,这是渲染过程的关键步骤。 矩阵的每一行代表相机坐标系中的一个基向量和原点位置。

模型视图矩阵教学说明

模型矩阵(Model Matrix): 描述物体在世界坐标系中的位置、方向和缩放。 当您移动或旋转物体时,就是在修改这个矩阵。

视图矩阵(View Matrix): 描述相机在世界坐标系中的位置和观察方向。 它实际上是相机变换的逆变换,将世界坐标系中的点转换到相机坐标系。

模型视图矩阵(Model-View Matrix): 是视图矩阵和模型矩阵的乘积, 它将物体从局部坐标系直接变换到相机坐标系。在图形管线中,这是顶点着色器的主要任务之一。

关键概念: 移动物体一个单位和向相反方向移动相机一个单位,在视觉上会产生相同的效果。 这展示了模型变换和视图变换在某种程度上的对偶性。