matrix - OpenGL ES2.0 模型 View 矩阵 2D

Question

出于 2D 目的(正交)从 OpenGL ES1.1 迁移到 2.0，我在弄清楚如何应用变换(矩阵乘法顺序)时遇到了一些麻烦。我只需要 Z 轴上的旋转，以及 X 和 Y 上的缩放，这始终是相同的值，所以这应该会大大简化事情。 我当前的方法(ES1.1)工作完美，有一个虚拟相机，位于与对象相同的绝对坐标空间中。

在每一帧的开始，我首先通过调用进行相机的变换

    glRotatef(angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glScalef(zoom, zoom, 0.0f);
    glTranslatef(-pos.x, -pos.y, 0.0f); // negative position to shift everything back to the center of the view

对于对象，它看起来像这样(省略纹理和绘图调用)。

   glPushMatrix(); // to preserve camera transform
   glTranslatef(pos.x, pos.y, 0.0f);
   glScalef(scale, scale, 0.0f);
   glRotatef(angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
   // drawing done here
   glPopMatrix();

我试图在 ES2.0 中获得相同的功能，但所有矩阵运算都必须手动执行。

来自this link我发现乘法的正确顺序应该是 ((Scale * Rotation) * Translation)

接下来我想出了一个结合了所有这些的单一矩阵公式，因为 2D 更简单。 我还包括了一个正交投影矩阵。 对于测试着色器，我有这个:

   attribute vec4 position;
   attribute vec4 color;

   varying vec4 colorVarying;

   uniform vec2 translate;
   uniform float rotate;
   uniform float scale;
   uniform vec4 camera; // x, y, z = angle, w = zoom

   void main()
   {

        const float w = 3.2;
        const float h = 4.8;

        mat4 projection = mat4(1.0/w, 0.0, 0.0, 0.0,
                       0.0, 1.0/h, 0.0, 0.0,
                       0.0, 0.0, -1.0, 0.0,
                       0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

        float s1 = scale * sin(rotate);
        float s2 = scale * cos(rotate);

        mat4 m = mat4(s2, s1, 0.0, 0.0,
              -s1, s2, 0.0, 0.0,
              0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
              translate.x, translate.y, 0.0, 1.0);

        gl_Position = projection * m * position;

        colorVarying = color;
  }

这对于每个自由度来说都像它应该的那样工作。 但是，我不知道如何合并相机。着色器中矩阵乘法的顺序与 gl 调用的顺序不匹配，因此我不确定如何将相机调用转换为乘法。 起初我还尝试计算相机的单独变换矩阵，并设置最终位置，如下所示:

    gl_Position = projection * cam * m * position;

无论相机矩阵本身的顺序如何，我都不认为这是正确的(我尝试了多种方法，但没有一个正确)。我相信所有相机和对象模型 View 变换都必须编译成单个模型 View 矩阵(每个矩阵乘以最后一个矩阵，从相机变换开始，然后是对象，但显然按特定顺序)。 这种操作顺序是我感到困惑的地方，特别是因为它与 ES1.1 中正常工作的内容不匹配。

有人可以解释一下正确的顺序，以及为什么 gl 调用与实际的乘法不同吗？

Answer 1

如果这在 OpenGLES 1.1 中适合您

glRotatef(angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f); //camera
glScalef(zoom, zoom, 0.0f);         //camera
glTranslatef(-pos.x, -pos.y, 0.0f); //camera

glTranslatef(pos.x, pos.y, 0.0f);   //model
glScalef(scale, scale, 0.0f);       //model
glRotatef(angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f); //model

那么 OpenGLES 2.0 中的等效操作将是(所有内容都按相同顺序):

modelViewMatrix = camRotate * 
                  camScale * 
                  camTranslate * 
                  objTranslate * 
                  objScale * 
                  objRotate;

要向其中添加投影矩阵，只需将其附加到左侧即可:

mvpMatrix = proj * modelViewMatrix;

要变换顶点，请将其乘以右侧:

transformed = mvpMatrix * in_vert;