OpenGL在管道中与哪些矩阵相乘？

在最后一段时间里，我一直在编写一个OpenGL程序，我已经达到了在变换矩阵（模型变换、相机变换和透视变换）中编码的程度。到目前为止，我一直在计算我的模型变换，并将其发送到一个统一的顶点着色器中，然后将其相乘。最近，我将摄影机和透视变换添加到矩阵中，该矩阵被发送到着色器中的统一体

但是现在，很多事情都不起作用，还有一些事情我不明白：

首先，OpenGL会自动用位置的Z分量（用于透视变换）划分所有内容，但我不知道在哪里会发生这种情况，其次：

OpenGL函数中有许多函数，如glFrustumf（）、glMatrixMode（）、glPushMatrix（）、glPopMatrix（）、glLoadIdentity（）、gRotatef（）等。所有这些函数似乎都在OpenGL内部传递和修改矩阵，我根本不需要在顶点着色器中处理它们

所以现在我完全不知道如何在OpenGL中进行转换。我们是自己计算并在顶点着色器中相乘，还是将参数发送给OpenGL，让它完成API背后的所有工作，还是其他完全不同的事情

谢谢

透视除法 通过ModelViewProjection矩阵变换顶点后，它们将位于剪裁空间中。如果不将x、y和z分量除以w分量，则值在-w到w的范围内。超出该范围的所有内容都将被剪裁

透视分割（除以w分量）将该范围缩小到-1到1，称为“标准化设备坐标”。这是由OpenGL在顶点着色器输出gl_位置上自动完成的。这（如果我没记错的话）是针对硬件进行的，因此所有后续计算都不必考虑变量范围

固定与可编程管道 如果您使用制服将自己的变换传递给顶点着色器，那么您使用的是现代OpenGL管道（耶！）。这使您可以完全控制顶点的变换

如果您使用的是不推荐使用的函数，如glFrustumf（）、glMatrixMode（）、glPushMatrix（）、glPopMatrix（）、glLoadIdentity（）、gRotatef（）等，那么您使用的是较旧的固定函数管道。

glMatrixMode（）用于指定在后续代码中要操作的内置矩阵（即使用glTranslate（）、glRotate（）等）。常用的参数有GL_模型视图、GL_投影，即模型视图矩阵和投影矩阵

glFrustumf（）用于指定相机的视锥。在OpenGL中，截头体之外的任何东西都是不可见的，将被剔除，从而帮助节省大量GPU周期

说到“除以Z”。它应该是“除以W”，齐次坐标的第四个分量。简单地说，在3D转换中，OpenGL使用四分量同质坐标（x，y，z，w）而不是（x，y，z）。变换矩阵，如模型视图矩阵和投影矩阵都是4乘4矩阵。这样做的原因是，平移、旋转和透视投影等3D变换都可以很好地用4x4矩阵乘法表示

您不需要担心除以w，可以使用固定管道或可编程GLSL管道。OpenGL将为您处理它。如果您确实想知道它发生在何处，则会在模型视图投影矩阵与顶点位置相乘后立即发生。在顶点着色器中，它发生在以下情况之后：

gl_position=proj*view*model*vec4(in_vertex,1);

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在管道的某个地方，在顶点着色器和片段着色器之间。确切地说，在光栅化发生之前。除以w后，顶点坐标将转换为标准化设备坐标，其中，在[-1,1]x[-1,1]x[-1,1]框中，将标准化平截头体内所有3D对象的坐标（刚才由glFrustum（）指定）。这使得后续的计算更加容易。

您可以自己在顶点着色器中进行变换。将模型、视图和投影矩阵传递给顶点着色器，并设置

gl_position=proj*view*model*vec4（在顶点中，1）那么所有的GLFRUSTOMF（）、glMatrixMode（）等函数都是用来做什么的呢？这种“除以Z”的情况发生在哪里？glFrustumf（），glMatrixMode（）来自Opengl 1.x。在现代Opengl（2.0+）中，您不使用此函数。“除以Z”正好发生在片段着色器之前。它实际上除以向量4的“w”坐标。那么
vec4（x，y，z，w）->vec4（x/w，y/w，z/w，1）
那么这个“除以z”是怎么发生的呢？我也必须自己做吗？不，你不必自己做。在我的第一条评论中，您可以看到
gl_position
是一个vec4，变换后
w
坐标不是1。被
w
除法是隐式的。+1表示正确的乘法顺序（矩阵乘以矩阵乘以矩阵乘以列）。数学一直都是按照这个顺序来教的，我不知道为什么有人在某个时候把它颠倒过来：D