计算机图形学

第五章 成像

放置相机

相机

计算机成像

管线中处理成像包含三方面工作：

  • 相机定位，设置模型视图矩阵(Model-view matrix)
  • 选定镜头，设置投影矩阵，正投影or透视投影
  • 裁剪，设定有效成像空间(Viewing volume)

相机

WebGL相机

  • WebGL中，物体和相机的初始状态是一样的，即模型视图矩阵初始为单位矩阵
  • 相机初始位置位于原点，指向Z轴负方向
  • 初始成像空间为以原点为中心边长为2的立方体，投影方式默认为正交，投影矩阵为单位矩阵

相机

移动相机

  • 如果想同时看到Z轴正方向和负方向的内容
    • 方法一：沿Z轴正方向移动相机，即改变相机坐标
    • 方法二：沿Z轴负方向移动物体，即改变物体坐标
  • 两者的成像结果是等价的，对应于模型视图矩阵的改变：
  • 平移: translate(0, 0, -d)(d>0)

相机

任意移动相机

  • 可以任意旋转和平移顺序移动相机
  • 如让相机从侧边成像，有
    • 旋转相机
    • 向后移动相机
    • 对应的模型视图矩阵为:C=TR

相机

WebGL代码


var t=translate(0.0, 0.0, -d);
var ry = rotateY(-90.0);
var m = mult(t, ry);
// 以上代码等价于
var m=mult(translate(0.0, 0.0, -d), rotateY(-90.0));

相机

LoookAt函数

lookAt(eye, at, up)

相机

LookAt示例

如生成边与各坐标轴平行的立方体等轴测视图，有


				var eye=vec3(1.0, 1.0, 1.0);
				var at=vec3(0.0, 0.0, 0.0);
				var up=vec3(0.0, 1.0, 0.0);
				var mv=lookAt((eye, at, up);