Java 从像素坐标到opengl坐标

正如我在opengl中看到的，坐标在-1和1之间，我想使用opengl渲染一个对象，我有第一个在像素坐标中渲染对象的位置，但我不知道如何将像素坐标转换为opengl坐标。我正在使用java开发一个android应用程序

公共类FirstOpenGLProjectRenderer实现GLSurfaceView.Renderer{

private static final String A_POSITION = "a_Position";
private static final String A_COLOR = "a_Color";
private static final int POSITION_COMPONENT_COUNT = 4;
private static final int COLOR_COMPONENT_COUNT = 3;
private static final int BYTES_PER_FLOAT = 4;
private static final int STRIDE =
        (POSITION_COMPONENT_COUNT + COLOR_COMPONENT_COUNT) * BYTES_PER_FLOAT;

private final FloatBuffer vertexData;
private final Context context;

private int program;
private int aPositionLocation;
private int aColorLocation;

private static final String U_MATRIX = "u_Matrix";
private final float[] projectionMatrix = new float[16];
private int uMatrixLocation;
private final float[] modelMatrix = new float[16];



public FirstOpenGLProjectRenderer(Context context) {
    this.context = context;


 //
    // Vertex data is stored in the following manner:
    //
    // The first two numbers are part of the position: X, Y
    // The next three numbers are part of the color: R, G, B
    //
    float[] tableVerticesWithTriangles = {
            // Order of coordinates: X, Y, R, G, B


            // Triangle Fan
            0f, 0f, 0f, 1.5f, 1f, 1f, 1f,
            -0.5f, -0.8f, 0f, 1f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
            0.5f, -0.8f, 0f, 1f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
            0.5f, 0.8f, 0f, 2f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
            -0.5f, 0.8f, 0f, 2f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
            -0.5f, -0.8f, 0f, 1f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
        // Line 1
            -0.5f, 0f, 0f, 1.5f, 1f, 0f, 0f,
            0.5f, 0f, 0f, 1.5f, 1f, 0f, 0f,
        // Mallets
            0f, -0.4f, 0f, 1.25f, 0f, 0f, 1f,
            0f, 0.4f, 0f, 1.75f, 1f, 0f, 0f

    };

    vertexData = ByteBuffer
            .allocateDirect(tableVerticesWithTriangles.length * BYTES_PER_FLOAT)
            .order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer();

    vertexData.put(tableVerticesWithTriangles);
}

@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 glUnused, EGLConfig config) {
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);

    String vertexShaderSource = TextResourceReader
            .readTextFileFromResource(context, R.raw.imple_vertex_shader);
    String fragmentShaderSource = TextResourceReader
            .readTextFileFromResource(context, R.raw.simple_fragment_shader);

    int vertexShader = ShaderHelper.compileVertexShader(vertexShaderSource);
    int fragmentShader = ShaderHelper
            .compileFragmentShader(fragmentShaderSource);

    program = ShaderHelper.linkProgram(vertexShader, fragmentShader);

    if (LoggerConfig.ON) {
        ShaderHelper.validateProgram(program);
    }

    glUseProgram(program);

    uMatrixLocation = glGetUniformLocation(program, U_MATRIX);

    aPositionLocation = glGetAttribLocation(program, A_POSITION);
    aColorLocation = glGetAttribLocation(program, A_COLOR);

    // Bind our data, specified by the variable vertexData, to the vertex
    // attribute at location A_POSITION_LOCATION.
    vertexData.position(0);
    glVertexAttribPointer(aPositionLocation, POSITION_COMPONENT_COUNT, GL_FLOAT,
            false, STRIDE, vertexData);

    glEnableVertexAttribArray(aPositionLocation);

    // Bind our data, specified by the variable vertexData, to the vertex
    // attribute at location A_COLOR_LOCATION.
    vertexData.position(POSITION_COMPONENT_COUNT);
    glVertexAttribPointer(aColorLocation, COLOR_COMPONENT_COUNT, GL_FLOAT,
            false, STRIDE, vertexData);

    glEnableVertexAttribArray(aColorLocation);

}


@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 glUnused, int width, int height) {
    // Set the OpenGL viewport to fill the entire surface.
    glViewport(0, 0, width, height);

    MatrixHelper.perspectiveM(projectionMatrix, 45, (float) width
            / (float) height, 1f, 10f);



    setIdentityM(modelMatrix, 0);

    translateM(modelMatrix, 0, 0f, 0f, -2.5f);
    rotateM(modelMatrix, 0, -60f, 1f, 0f, 0f);

    final float[] temp = new float[16];
    multiplyMM(temp, 0, projectionMatrix, 0, modelMatrix, 0);
    System.arraycopy(temp, 0, projectionMatrix, 0, temp.length);

/ }

---

}

首先，如果您只想在屏幕上绘制2D基本体，则不希望应用任何3D模型、视图或投影矩阵（即，使用仅通过未更改位置的着色器，或将这些矩阵设置为标识）。然后，您基本上可以指定要直接在剪辑空间中绘制的对象的坐标。剪辑空间实际上是一个平面，剪辑空间坐标实际上是四维的，但现在你不必担心这个问题。只要将第四个坐标w设置为1，剪辑空间坐标将直接对应于标准化设备坐标，这是您似乎已经熟悉的-1:1坐标系

既然这样，我们如何从像素坐标到标准化设备坐标？我们需要做的是将x和y像素索引的[0..w）和[0..h）范围映射到[-1,1]范围内的位置（其中w和h分别是x和y方向上视口/屏幕的像素数）。这里需要注意的一点是，OpenGL中的像素位置对应于采样网格单元的中心。这意味着像素（0，0）不会落在左下角，而是偏移了“1/2像素”。如果您原谅我的ASCII艺术：

    |     |     |     |   
    +-----+-----+-----+---
    |  o  |  o  |  o  |   
    +-----+-----+-----+---
    |  o  |  o  |  o  |   
    +-----+-----+-----+---
    |  X  |  o  |  o  |   
    +-----+-----+-----+---
(-1, -1)

像素位置之间的距离在x方向为1/w，在y方向为1/h。因此，像素（x，y）在归一化设备坐标中的位置为：

x_ndc = 2.0f * (x + 0.5f) / w - 1.0f;
y_ndc = 2.0f * (y + 0.5f) / h - 1.0f;

---

要放置在该点的顶点的齐次坐标为

（x\u ndc，y\u ndc，-1.0f，1.0f）

。请注意，z坐标可以是要放置2D元素的任何深度（-1对应于近平面，+1对应于远平面）.

首先，如果您只想在屏幕上绘制2D基本体，则不希望应用任何3D模型、视图或投影矩阵（即，使用仅通过未更改位置的着色器，或将这些矩阵设置为标识）。然后你基本上可以直接指定要在剪辑空间中绘制的对象的坐标。剪辑空间实际上是a，剪辑空间坐标实际上是四维的，但你现在不必担心这一点。只要你将第四个坐标w设置为1，剪辑空间坐标将直接对应于标准化的设备e坐标，这是你似乎已经熟悉的-1对1坐标系

那么，我们如何从像素坐标到标准化设备坐标呢？我们需要做的是将x和y像素索引的[0..w）和[0..h）范围映射到[-1,1]范围内的位置（其中w和h分别是x和y方向上视口/屏幕的像素数）。这里需要注意的一点是，OpenGL中的像素位置对应于采样网格单元的中心。这意味着像素（0，0）不会落在左下角，而是偏移了“1/2像素”。如果您原谅我的ASCII艺术：

    |     |     |     |   
    +-----+-----+-----+---
    |  o  |  o  |  o  |   
    +-----+-----+-----+---
    |  o  |  o  |  o  |   
    +-----+-----+-----+---
    |  X  |  o  |  o  |   
    +-----+-----+-----+---
(-1, -1)

像素位置之间的距离在x方向为1/w，在y方向为1/h。因此，像素（x，y）在归一化设备坐标中的位置为：

x_ndc = 2.0f * (x + 0.5f) / w - 1.0f;
y_ndc = 2.0f * (y + 0.5f) / h - 1.0f;

---

要放置在该点的顶点的齐次坐标是

（x\u ndc，y\u ndc，-1.0f，1.0f）

。请注意，z坐标可以是您想要放置2D元素的任何深度（-1对应于近平面，+1对应于远平面）。

非常感谢@Michael Kenzel非常感谢@Michael Kenzel