glm

GLM和MVP矩阵操作速记

连续工作15小时,累了,睡觉。


#include "glm/glm.hpp"

#include "glm/gtc/matrix_transform.hpp"


若未特别说明,以下示例均假设矩阵/向量为四维

glm::mat4 mat;

glm::vec4 vec;

对于vec来说,第四位为1代表坐标,0代表方向


平移矩阵

| 1 0 0 X |

| 0 1 0 Y |

| 0 0 1 Z |

| 0 0 0 1 |


构造平移矩阵

glm::mat4 mat = glm::translate(X, Y, Z);


拉伸矩阵

| x 0 0 0 |

| 0 y 0 0 |

| 0 0 z 0 |

| 0 0 0 1 |


构造拉伸矩阵

glm:mat4 mat = glm::scale(x, y, z);


旋转矩阵

若转轴为 x, y, z, 角度为 a

X = x sin(a), Y = y sin(a), Z = z sin(a), W = cos(a)

| 1 - 2(Y*Y+Z*Z)   |      2(X*Y+Z*W)  |   2(X*Z-Y*W)    |     0    |

|     2(X*Y-Z*W)    |  1 - 2(X*X+Z*Z)  |   2(Y*Z+X*W)   |     0    |

|     2(X*Z+Y*W)   |      2(Y*Z-X*W)   | 1 - 2(X*X+Y*Y) |     0    |

|             0             |             0            |             0           |     1    |


构造旋转矩阵

glm::vec3 axis(x, y, z);

glm::mat4 transformedMatrix = glm::rotate(mat, a, axis);


初等变换矩阵与坐标相乘可得变换后的坐标

mat * vec (= vec)

glm::vec4 transformedVector = mat * vec;


构造模型矩阵

glm::mat4 mat = transmat3 * transmat2 * transmat1 * mat;


构造视图矩阵

glm::mat4 mat = glm::LookAt(CameraPos, CameraTarget, upVector);

若相机正置,则 upVector = glm:vec3(0, 1, 0)


构造投影矩阵

glm::mat4 mat = glm::perspective(FoV, AspectRatio, NearClipPlane, FarClipPlane);


                模型矩阵                视图矩阵                 投影矩阵

模型坐标 ----------> 绝对坐标 ----------> 相机坐标 ----------> 齐次坐标

最后一步是用仿射变换模拟人眼成像的过程

glm:mat3 MVP = projection * view * model;


循环前注册句柄

GLuint MatrixID = glGetUniformLocation(programID, "MVP");

循环中传递给GLSL

glUniformMatrix4fv(MatrixID, 1, GL_FALSE, &MVP[0][0]);


GLSL vertex shader 末期处理

layout(location = 0) in vec3 vertexPosition_modelspace;

uniform mat4 MVP;

void main() {

  vec4 v = vec4(vertexPosition_modelspace, 1);

  gl_Position = MVP * v;

}

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