Matrix 透视投影矩阵的最后一行

你能解释一下gl_投影矩阵最后一行中-1的用途是什么吗？它如何影响透视图分割步骤

如本文所述：

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“因此，我们可以将剪辑坐标的w分量设置为-ze。并且，GL_投影矩阵的第四个变为（0,0，-1,0）。”

透视投影的基本特性是将x/y坐标除以深度（与观察者的距离）。这会使靠近查看器的对象（深度值较小）变大，而距离查看器较远的对象（深度值较大）变小

下一个难题是同质坐标是如何工作的。顶点着色器生成的同质空间中的（x、y、z、w）坐标通过除以w转换为常规3D坐标：

(x, y, z, w) --> (x/w, y/w, z/w, 1)

所以我们想要一个深度分割来获得一个透视图，我们知道顶点着色器产生的坐标将被w分割。为了得到期望的结果，我们可以简单地将眼睛坐标空间中的深度值放入w坐标

这正是投影矩阵的最后一行所做的。最后一行的点积与输入向量（顶点的眼空间坐标）生成输出的w值：

(0 0 -1 0) * (x y z 1) = -z

您可能期望矩阵元素的值为1，以便简单地将眼睛空间中的z值复制到顶点着色器输出的w值。我们使用-1反转符号的原因是基于OpenGL中眼睛空间坐标的常见排列

OpenGL中的眼睛坐标通常在原点有“摄影机”，向下看负片z轴。所以z坐标的可见范围有负值。由于我们希望在生成的w坐标中获得与观察者的距离，因此我们翻转眼睛空间z坐标的符号，这将从原点将负z值转换为正距离值

请注意，其中大部分只是通用策略，部分植根于传统的固定功能管道。使用当前OpenGL版本中使用的可编程管道，您可以完全自由地组织坐标空间和变换。例如，可以很容易地使用眼睛空间坐标系，其中摄影机指向正z方向，然后在投影矩阵的最后一行中使用1而不是-1