Android 3D游戏开发 正交投影视图与透视投影视图

这几篇Android 3D游戏开发的文章原文出自一位德国人Martin在droidnova.com写的文章，有lixinso翻译为中文。

这个系列的第六部分主要是关于如何创建正确的视角，因为如果没有正确的视角，3D就没有任何意义。

在开始之前我们需要先讨论一下OpenGL提供的这两种view：正交和投影。

正交Orthographic (无消失点投影)
正交视图无法看到一个物体是远离自己还是正在我们面前。为什么？因为它不会根据距离收缩。所以如果你如果你画一个固定大小的物体在视点前面，同时画一个同样大小的物体在第一个物体的远后方，你无法说那个物体是第一个。因为两个都是一样的大小，根距离无关。他们不会随着距离而收缩。

透视Perspective (有消失点投影)
透视视图和我们从眼睛看到的视图是一样的。例如，一个高个子的人站在你面前，你看上去是很高的。如果这个人站在100米以外，他甚至还没有你的拇指大。他看上去会随着距离而缩小，但是我们实际上都知道，它依然是个高个子。这种效果叫做透视。上面例子中提到的两个物体，第二个物体将会显示地更小，所以我们可以区分哪个是离我们近的物体，那个是离我们远的物体。

因为我的例子或许让你会迷惑。我再次推荐这个blog帖子：iPhone development: OpenGL ES From the Ground Up, Part 3: Viewports in Perspective，这里面使用或者轨道作为例子。

我们想创建的第一个view是哟娜orthographic。这个创建过程只需要一次，就是在每次surface被created的时候。所以我们需要改一下代码。一些在onDrawFrame()中的方法将要被转移到onSurfaceCreated()方法中。这样他们只会当程序启动或者旋转的时候被执行。

你可以看到我们没有将glClear()和glLoadIdentity()方法从onDrawFrame()移动到onSurfaceCreate中。原因很简单：他们会在每一帧都被绘制。

因为我们需要使用屏幕大小来计算屏幕的比例，所以我们引入了两个对象变量：_width和_height。我们需要在onSurfaceChanged()方法中设置，在每次旋转改变的时候调用。

现在我们已经有了启动一个视点所需要的所有东西。我们需要改变一下onSurfaceChanged()方法。

Wow,现在有了好多的新代码，别怕，我们一步一步来。

在第三行，我们可以看到glMatrixMode()，使用GL10.GL_RPOJECTION作为参数，在第8行我们可以再次看到这个方法，但是是使用GL10.GL_MODELVIEW作为变量。这样使用的原因是3-8行中间的代码。在这几行中，4-7行设置了我们的视点，所以我们设置了我们的投影。在9-17行，我们设置了我们的模型环境。在这中上下文中，两种调用使用不同的参数应该是可理解的。Tips：经常可以试着去删除掉一些代码行来看一下结果。这样比较容易明白哪些代码行是起什么作用的。

第四行计算下一样需要的屏幕比率。在这行中（6行）我们设置我们的视点来做orthographic view。这些参数是为边界设定,顺序是这样的：left, right, bottom, top, zNear, zFar。

在第7行我们设置了视点。我们知道这个方法的用法因为我们已经在onSurfaceChanged()中使用过了。

在第8行我们切换了MatrixMode到GL10.GL_MODELVIEW，设置OpenGL接受关于改变model绘制方式的调用。

第9行我们调用了glEnable()并使用参数GL10.GL_DEPTH_TEST.这使OpenGL ES检查对象的z-order。如果我们没有enable它，我们将看到最后被绘制的对象一直显示在最前面。这意味着，及时即使这个物体本来应该被更近更大的物体遮盖，我们依然可以看到它。  
    其它代码行我们已经在前面的几篇中已经介绍过了。

透视视图与之相同，只是不同的地方是不是使用glOrthof()而是使用glFrustumf(). glFrustumf()函数的参数和glOrthof()的参数略有不同。因为我们没有缩小物体，但是我们定义的锥体将被漏斗状切开。看一下这个图片来了解一下glOrthof()和glFrustumf()的区别。

正交Orthographic:   

透视Perspective:   

回到我们的代码:

Information: 我们要记住计算变量大小（5行），我们将会看到当我们讨论矩阵的时候它为什么可以用。

在第8行我们使用glFrustumf()替代glOrthof().这是我们在orthographic view 和perspective view之前切换时需要做的所有的变化。

但是，hey，还有最后一项我们就能看到结果了。OK，让我们改一下onDrawFrame()方法吧。

OK，我们改变了什么?

第三行，我们修改了参数确保depth buffer也会被清除。

在第9行，我们开始一个循环来创建10个物体。

在第10行，我们看到glLoadIdentity(). 现在它在这儿重设矩阵。 这是必须做的因为我们要使用glRotatef()和glTranslatef()来修改我们的物体。但是为了确保我们只修改了当前循环到的物体，我们调用glLoadIndentify()。所以我们重设每一个对之前物提的glTranslatef()和glRotatef()调用。

在11行我们看到新的glTranslatef()方法，将我们的物体移动到另外一个位置。在这个例子中，我们不修改x轴上的位置。但是我们修改y轴上的-1.0f，这表示它接近我们的屏幕低端。最后的计算你可以看到，只是修改z轴的位置，表示物体的神对。第一个物体在-2.5f，第二个在-4.0f等等。所以我们将10个物体摆放在了屏幕的中央。

如果你使用glFrustumf()调用，你看到的是这种结果：

如果你切换glFrustumf()和glOrthof() ，你将会看到这种结果:

Hey等一下，为什么只看到一个物体？因为在正交情况下我们没有任何的投影。所以每一个独体的物体都有相同的大小所以没有缩放，所以没有任何消失的点，所以实际上所有的物体都在第一个物体的后面。