Was ist eine OpenGL®-Projektion?
Eine OpenGL®-Projektion ist der Prozess und das Bild, die sich aus der Übersetzung dreidimensionaler (3D) Objekte in ein ausgerichtetes zweidimensionales (2D) Bild ergeben, das auf einem Bildschirm angezeigt werden kann. Das Wort "Projektion" in der Computergrafikprogrammierung bezieht sich auf die Tatsache, dass 3D-Objekte innerhalb einer Szene mathematisch auf eine virtuelle 2D-Oberfläche verschoben oder projiziert werden müssen, damit sie auf einem Flachbildschirm auf einem Gerät angezeigt werden können. Obwohl die gesamte Abfolge von Ereignissen, die ein 3D-Objekt aufnehmen und auf eine 2D-Oberfläche rendern, als Projektion bezeichnet werden kann, wird der Begriff auch enger auf den spezifischen Satz geometrischer Transformationen in der Grafikpipeline angewendet, der als Schritt zwischen anderen Sätzen von auftritt Transformationen. Die zwei spezifischen Arten von OpenGL®-Projektionsmodi, die Programmierern zur Verfügung stehen, sind perspektivisch und orthografisch.
Die Herausforderung bei der Erstellung einer OpenGL®-Projektion besteht darin, die Daten, die alle Objekte in einer bestimmten Szene enthalten, so anzupassen, dass die Objekte bei der Anzeige auf einem Bildschirm dem Projektionsmodus, dem Anzeigevolumen und den Einstellungen der virtuellen Kamera entsprechen. Das Anzeigevolumen ist der sichtbare Bereich einer Szene ab dem Ort des Betrachters innerhalb der Szene oder der Augenposition. Sechs Zahlen definieren das Anzeigevolumen, einschließlich des rechten, linken, oberen und unteren Abstands von einer virtuellen Mitte des Betrachtungsrahmens. Darüber hinaus definieren zwei Werte, die als Nah- und Fernebene bezeichnet werden, die Tiefe des Betrachtungsvolumens. Dieses Volume definiert, welche Objekte projiziert werden. Alle anderen Objekte außerhalb des Volumes werden ignoriert oder abgeschnitten, sodass die nicht sichtbaren Bereiche nicht ausgewertet werden.
Der erste Modus der OpenGL®-Projektion, der verwendet werden kann, ist die orthografische Projektion. In diesem Modus werden die Koordinaten der Objekte in einer Szene nicht an die Entfernung zum Betrachter oder die Perspektive angepasst. Dies bedeutet, dass alle Objekte in der gleichen Größe gezeichnet werden, unabhängig von der Entfernung zum Betrachter. Dieser OpenGL®-Projektionsmodus wird am häufigsten in 3D-Modellierungsprogrammen, Konstruktionsprogrammen und Anwendungen verwendet, die 3D-Polygone zum Erstellen von 2D-Verbundbildern verwenden und keine genaue Perspektive erfordern.
Der am häufigsten verwendete OpenGL®-Projektionsmodus wird als perspektivische Projektion bezeichnet. Im perspektivischen Projektionsmodus werden die Objekte in einer Szene entsprechend ihrer Entfernung zum Betrachter skaliert und positioniert. Dies bedeutet, dass entfernte Objekte kleiner erscheinen. Dies bedeutet auch, dass Objekte in der Szene so angepasst werden, dass sie langsam an einem Punkt am Betrachtungshorizont zusammenlaufen, der als Fluchtpunkt bezeichnet wird. Die perspektivische Projektion modelliert sehr genau, wie die reale Welt erscheint, und wird verwendet, um realistische Renderings im Gegensatz zu technischen zu erstellen.