opengl坐标系

了解坐标系是绘制图形的基础。在使用openGL的场景中，有世界坐标，局部坐标，纹理坐标，和屏幕坐标几种。

openGL 坐标系：

分3个轴，x,y,z 中心点为o, 箭头方向为正方向，最大与最小值为1和-1，这是经过归一化处理的。这样设计是为了显卡计算方便。

 

屏幕坐标系，就是应用在设备屏幕上的坐标系。也就是图形最终绘制的地方。

左上角为原点，箭头为正方向，大小又屏幕像素大小决定。openGL的屏幕坐标系，Y轴向上为正。相当于上面那个三维坐标系截取一个二维的XY。

 

纹理坐标系：

也做了归一化处理。这个坐标就代表了一个纹理。openGL是基于定点的网格绘制。就是说，openGL的图形都是由很多顶点，按照一定的规则链接起来构成的图形。那么纹理坐标的4个坐标点，映射到顶点上。openGL就会把这个纹理应用到4个定点构成的图形上。

 

一般我们会把openGL的坐标系的中心点，与屏幕的中心点重合。如下：

矩形为屏幕的区域。openGL的绘制方法会把这个坐标系的顶点，组合成图形呈现在屏幕上。当然这个还涉及到摄像机的位置，屏幕剪裁等设置。这里不考虑。

那么什么是顶点呢，就是一个有xyz坐标的点。如(0,0,0)或(1,1,1)。XY就和通常的二维坐标一样定位平面的位置。Z轴表示的是深度，openGL就是为了绘制3D图形而诞生的。顶点坐标是做了归一化处理的float类型。那么这里就会涉及到屏幕坐标系到openGL坐标系的转化工作。

 

如图：

屏幕坐标系，左上点为(0,0) 那么屏幕中心点坐标，就是(sreenWidth / 2, screenHeight / 2)。而对应openGL坐标系的归一化坐标就是(0,0,0)。所以这里需要把屏幕坐标转换成openGL的归一化坐标。

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1. /** 
2.    * Convert x to openGL 
3.    *  
4.    * @param x 
5.    *            Screen x offset top left 
6.    * @return Screen x offset top left in OpenGL 
7.    */  
8.   public static float toGLX(float x) {  
9.       return -1.0f * ratio + toGLWidth(x);  
10.   }  
11.    
12.   /** 
13.    * Convert y to openGL y 
14.    *  
15.    * @param y 
16.    *            Screen y offset top left 
17.    * @return Screen y offset top left in OpenGL 
18.    */  
19.   public static float toGLY(float y) {  
20.       return 1.0f - toGLHeight(y);  
21.   }  
22.    
23.   /** 
24.    * Convert width to openGL width 
25.    *  
26.    * @param width 
27.    * @return Width in openGL 
28.    */  
29.   public static float toGLWidth(float width) {  
30.       return 2.0f * (width / screenWidth) * ratio;  
31.   }  
32.    
33.   /** 
34.    * Convert height to openGL height 
35.    *  
36.    * @param height 
37.    * @return Height in openGL 
38.    */  
39.   public static float toGLHeight(float height) {  
40.       return 2.0f * (height / screenHeight);  
41.   }  
42.    
43.   /** 
44.    * Convert x to screen x 
45.    *  
46.    * @param glX 
47.    *            openGL x 
48.    * @return screen x 
49.    */  
50.   public static float toScreenX(float glX) {  
51.       return toScreenWidth(glX - (-1 * ratio));  
52.   }  
53.    
54.   /** 
55.    * Convert y to screent y 
56.    *  
57.    * @param glY 
58.    *            openGL y 
59.    * @return screen y 
60.    */  
61.   public static float toScreenY(float glY) {  
62.       return toScreenHeight(1.0f - glY);  
63.   }  
64.    
65.   /** 
66.    * Convert glWidth to screen width 
67.    *  
68.    * @param glWidth 
69.    * @return Width in screen 
70.    */  
71.   public static float toScreenWidth(float glWidth) {  
72.       return (glWidth * screenWidth) / (2.0f * ratio);  
73.   }  
74.    
75.   /** 
76.    * Convert height to screen height 
77.    *  
78.    * @param glHeight 
79.    * @return Height in screen 
80.    */  
81.   public static float toScreenHeight(float glHeight) {  
82.       return (glHeight * screenHeight) / 2.0f;  
83.   }  

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