3

Sou iniciante em OpengGL e estou tendo algumas dificuldades para assimilar alguns conceitos. Estou lendo o livro Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics 3ª Ed., na parte em que o autor explica os diversos sistemas de coordenadas que o OpenGL usa para descrever os objetos.

Pelo que entendi há 5 sistemas de coordenadas, sendo eles:

  1. Object Space: responsável por determinar as coordenadas dos vértices de um objeto relativas a este mesmo objeto. Cada objeto possui seu próprio object space.
  2. World Space: responsável por determinar as coordenadas de todos vértices de todos os objetos em respeito às coordenada do "mundo 3d". Há um único World Space.
  3. Camera Space: pelo que entendi o OpenGL só é capaz de renderizar objetos do World Space que estejam dento de um cubo fixo limitado no intervalo [-1, 1] nos eixos x, y e z. Este cubo também está no World Space. Portanto, para que nossos objetos possam ser renderizados, precisamos transformá-los de modo que eles "entrem" dentro do cubo.
  4. Homogeneus Clip Space: depois que transformamos nossos objetos para a Camera Space, precisamos projetá-los em um plano (não sei qual) e ignorar os objetos cujas coordenadas projetadas saiam do intervalo [-1, 1]. Denominamos esse espaço de projeção como Homogeneus Clip Space. Também não consegui entender esse homogeneus. É nessa etapa que as coordenadas z dos vértices vão para o Z-Buffer?
  5. Window Space: depois que projetamos nossos objetos para o Homogeneus Clip Space, todos os vértices restantes estão no intervalo [-1, 1] e precisam ser mapeados para a tela da máquina, em especial para a Viewport definida anteriormente.

As transformações de espaço para espaço são feitas através de matrizes. A matriz que transforma o Object Space no World Space se chama Model Matrix. A matriz que transforma o World Space na Camera Space se chama View Matrix. Podemos criar uma única matriz que leva o Object Space para a Camera Space multiplicando a Model Matrix pela View Matrix. Denominamos essa última como Model-View Matrix e a transformação dada por ela como Model-View Transformation.

Imagem descrevendo as transformações entre os sistemas de coordenadas. Imagem 1.3, retirada do livro citado

Escrevi tudo que consegui entender para que vocês possam me corrigir em algo que falei de errado, ou reforcem algum conceito.

A minha pergunta principal é: por que a OpenGL ao invés de fazer todas essas transformações nos objetos, ela apenas nos possibilitasse posicionar o nosso objeto no World Space e definir uma câmera nesse mesmo espaço e apenas ela seja transformada? Não é uma perda de desempenho fazer esse tanto de transformações nos objetos a todo frame?

Enfim, essa foi minha dúvida. Peço encarecidamente que me corrijam se falei algo errado.

1 Resposta 1

1

Em clip space as coordenadas têm de ser entre -1 e 1 mas nós definimos um range tipo 0 a 100 e o OpenGL converte automaticamente para clip space. O Z-Buffer é gerado em window space.

Object space são as coordenadas do objeto em relação à sua origem. Se quisermos posicionar este objeto em world space aplicamos uma translação no objeto.

A Projection matrix aplica a perspetiva nas coordenadas 3D e converte para clip space. Aqui definimos também o rácio da tela e a abertura da lente.

A posição do objeto pode ser diferente em cada frame. Podemos efetuar transformações não só na câmara mas também nos objetos. Na verdade a câmara está sempre no mesmo sítio e o mundo gira à volta dela. A vantagem do OpenGL é que podemos definir estes parâmetros para qualquer perspetiva e tirar partido do GPU.

Você deve fazer log-in para responder a esta pergunta.

Esta não é a resposta que você está procurando? Pesquise outras perguntas com a tag .