C++ Ortho和Persp是反向Z深度符号？

OpenGL的NDC坐标形成一个立方体，谁的

-Z

侧压在屏幕上，而

+Z

侧压得最远

当我使用

// ortho arguments are: left, right,  bottom, top,  near, far
pos = pos * glm::ortho<float>(-1, 1, -1, 1, -1, 1);

//正交参数有：左、右、下、上、近、远
pos=pos*glm:：正交（-1,1，-1,1，-1,1）；

…反映了

pos

的

z

组件-1变为1，10变为-10，等等

佩尔斯普也做了类似的事情，这有点奇怪？如果一个位置的

z

等于

near

，我希望它停在NDC立方体面向屏幕的平面上，但是它的符号被任意翻转；它甚至没有降落在最远的一侧

为什么会这样

OpenGL的NDC坐标形成一个立方体，谁的-Z面压在屏幕上，而+Z面离屏幕最远

我看了宋浩安关于OpenGL转换的教程，以确保不会讲一些愚蠢的东西

在透视投影中，将截断棱锥体圆台（眼睛坐标）中的三维点映射到立方体（NDC）；x坐标范围从[l，r]到[-1，1]，y坐标范围从[b，t]到[-1，1]，z坐标范围从[-n，-f]到[-1，1]

请注意，眼睛坐标是在右手坐标系中定义的，但NDC使用左手坐标系。也就是说，原点处的摄影机在眼睛空间中沿-Z轴查看，但在NDC中沿+Z轴查看

（这是我的。）

他为此提供了以下很好的说明：

所以，我得出的结论是

glm::ortho<float>(-1, 1, -1, 1, -1, 1);

因为我手头没有

glm

，所以我从github（）上的源代码中获取了相关的代码行。在源代码中挖掘了一会儿，我终于在以下代码中找到了

glm:：ortho（）

的实现：

啊!！z按-1缩放，即z值在x-y平面上镜像（如预期）

因此，OP的观察完全正确合理：

…pos的z分量被反射-1变为1，10变为-10，等等

---

最难的部分是：

为什么会这样

我个人的猜测是：一位发明了所有GL东西的SGI大师明智地做到了这一点

另一种猜测是：在眼睛空间中，x轴指向右侧，y轴指向上方。将其转换为屏幕坐标，y轴应指向下方（因为像素通常/技术上从左上角开始寻址）。所以，这引入了另一个镜像轴，它改变了坐标系的惯用手（再次）

这有点令人不满意，因此我在谷歌上搜索并发现了这个（重复？）：

---

宋浩安（Song Ho Ahn）做了一个关于转换的很好的教程：我会定期重温，以理清思路。所有这些变化有时让我头晕。但这一次我很确定，因为我最近做了一个玩具项目，我“手动”制作了所有东西：。早在GL 1.0时代，我们对透视矩阵使用

gluPerspective

，它反转Z轴。GLM math是在很长一段时间后创建的，我猜他们希望保持兼容性。如果您是在

+Z

或

-Z

方向查看，这实际上并不重要，因为NDC中的深度值仍然是

[-1，+1]

您只需相应地设置正面和深度测试功能。。。所以，如果你想你只是反转Z轴回缩放。。。

|  1  0  0  0 |
|  0  1  0  0 |
|  0  0 -1  0 |
|  0  0  0  1 |

template<typename T>
GLM_FUNC_QUALIFIER mat<4, 4, T, defaultp> orthoLH_ZO(T left, T right, T bottom, T top, T zNear, T zFar)
{
    mat<4, 4, T, defaultp> Result(1);
    Result[0][0] = static_cast<T>(2) / (right - left);
    Result[1][1] = static_cast<T>(2) / (top - bottom);
    Result[2][2] = static_cast<T>(1) / (zFar - zNear);
    Result[3][0] = - (right + left) / (right - left);
    Result[3][1] = - (top + bottom) / (top - bottom);
    Result[3][2] = - zNear / (zFar - zNear);
    return Result;
}

#include <iomanip>
#include <iostream>

struct Mat4x4 {
  double values[4][4];
  Mat4x4() { }
  Mat4x4(double val)
  {
    values[0][0] = val; values[0][1] = 0.0; values[0][2] = 0.0; values[0][3] = 0.0;
    values[1][0] = 0.0; values[1][1] = val; values[1][2] = 0.0; values[1][3] = 0.0;
    values[2][0] = 0.0; values[2][1] = 0.0; values[2][2] = val; values[2][3] = 0.0;
    values[3][0] = 0.0; values[3][1] = 0.0; values[3][2] = 0.0; values[3][3] = val;
  }
  double* operator[](unsigned i) { return values[i]; }
  const double* operator[](unsigned i) const { return values[i]; }
};

Mat4x4 ortho(
  double left, double right, double bottom, double top, double zNear, double zFar)
{
  Mat4x4 result(1.0);
  result[0][0] = 2.0 / (right - left);
  result[1][1] = 2.0 / (top - bottom);
  result[2][2] = - 1;
  result[3][0] = - (right + left) / (right - left);
  result[3][1] = - (top + bottom) / (top - bottom);
  return result;
}

std::ostream& operator<<(std::ostream &out, const Mat4x4 &mat)
{
  for (unsigned i = 0; i < 4; ++i) {
    for (unsigned j = 0; j < 4; ++j) {
      out << std::fixed << std::setprecision(3) << std::setw(8) << mat[i][j];
    }
    out << '\n';
  }
  return out;
}

int main()
{
  Mat4x4 matO = ortho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0);
  std::cout << matO;
  return 0;
}