OpenGL ES 正交投影和透视投影简介-猿说编程

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一.简介

在计算机三维图像中，投影可以看作是一种将三维坐标变换为二维坐标的方法，常用到的有正交投影和透视投影。

正交投影多用于三维建模(例如建筑的平面图采用的就是正交投影)，透视投影则由于和人的视觉系统相似（远小近大），多用于在二维平面中对三维世界的呈现。

投影矩阵的产生分为两种：正交投影和透视投影;

不管是正交投影还是透视投影，最终都是将视景体内的物体投影在近平面上，这也是 3D 坐标转换到 2D 坐标的关键一步。

正投影就是没有3D效果的投影方式，用于显示2D效果；
透视投影就是有3D效果的投影方式，用于显示3D效果.

二.透视投影

透视投影会产生近大远小的效果，产生的视椎体如下图：

正投影就是没有 3D 效果的投影方式，用于显示 2D 效果；
透视投影就是有 3D 效果的投影方式，用于显示 3D 效果.

透视投影也有响应的函数产生投影矩阵：

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//@Author:猿说编程
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//@File:OpenGL ES 正交投影和透视投影简介
//@Time:2021/11/05 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
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Matrix.frustumM(float[] m, int offset, float left, 
          float right, float bottom, float top, 
          float near, float far);

三.正交投影

正交投影产生的效果无论你离物体多远多近，都不会产生近大远小的效果，大致如下图，视点作为观察点，视椎体由前后左右上下 6 个面包裹而成，物体在视椎体内部，最后投影到 near 近平面，视椎体范围之外将无法显示到屏幕上来

正投影就是没有 3D 效果的投影方式，用于显示 2D 效果；
透视投影就是有 3D 效果的投影方式，用于显示 3D 效果.

正交投影矩阵，由 Matrix.ortho 这个方法产生

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void orthoM(float[] m, int mOffset,
        float left, float right, float bottom, float top,
        float near, float far)

可以把近平面看作屏幕，left、right、top、bottom 都是以近平面中心相对的距离，由于手机屏幕的长宽一般不相等，以短边为基准 1 ，长边取值为长/宽，所以如果一个竖屏的手机使用这个正交投影产生的矩阵应该是：

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float ratio = (float)height / width;
Matrix.ortho(projectMatrix,0,-1, 1, -ratio, ratio, 1, 6);