OpenGL绘制三维图形时涉及多种坐标系，各个坐标系都有它各自的作用。本文将介绍以下四个常见的坐标系：模型（物体）坐标系、世界坐标系、相机（人眼）坐标系和窗口坐标系。下面我们逐个讲解这些坐标系的作用。
1、模型坐标系
模型坐标系是在进行三维建模时所用的坐标系，例如3D max建模时采用的坐标系、医学图像扫描所用坐标系，该坐标系的坐标原点一般是选择在物体上的某个点，长度单位一般是实际物理单位，如mm。这一坐标系一般在制作游戏模型时，由建模软件给出，也称为物体局部坐标系。
2、世界坐标系
我们绘制三维图像时，一般都会有很多几何体，如果采用上面所说的几何体的模型坐标来绘制，则不同的物体有各自的模型坐标系。而OpenGL要在一个场景下绘制这些几何体，所以需要引入一个新的坐标系来描述所有几何体的顶点坐标，为此，OpenGL就定义了世界坐标系。在绘制前要将几何体之前，首先将几何体的坐标从模型坐标系下变换到世界坐标系下。世界坐标系的定义方式是这样的：以图像窗口中心作为坐标原点、水平向右为x轴、垂直向上为y轴，垂直屏幕指向屏幕外为z轴（见下图）；长度按如下定义：视口范围按此单位恰好是(−1,−1)（左下角）到(1,1)（右上角）。世界坐标系和模型坐标系之间的关系如下图：
3、相机坐标系
“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，这是中学时期耳熟能详的诗句，这是在使人严重山峰的形态，其中横看、侧看说的就是不同的相机坐标系下山峰对象的成像效果；远近高低各不同则是后面讲到的透视投影的效果。下面就来讲讲实现“横看成岭侧成峰”神奇效果的相机坐标系吧！
相机坐标系也称为人眼坐标系、视点坐标系。OpenGL的成像原理与照相机拍照、人眼看世界的原理类似，想想我们在看风景时，是不是一直在调整眼睛位置，以达到更好的观景效果？其实在调整的过程中，我们一直在改变人眼坐标系。同样地，在摄影时，我们也会选取一个较好的角度进行拍摄；或者在拍照片的时候，我们常常会摆个好看的pose，等等都是一样的。OpenGL渲染本质上也是在拍照片，所以也同样要定义相机坐标系（人眼坐标系）——这样才能定义遮挡关系，才能描述观察者离被观察物体的远近，才能确定物体前后的遮挡关系，所以相机坐标系在三维绘制中是非常重要的。像极坐标系如下图所示：
相机坐标系一般以相机所在位置为原点、视线方向为z方向，另外还要求给出一个向上的方向（见上图），这样才可以确定相机坐标系了。熟悉OpenGL API的童鞋都知道，定义视图变换矩阵的命令如下：
gluLookAt(GLdouble eyex, GLdouble eyey, GLdouble eyez,
GLdouble centerx, GLdouble centery, GLdouble center z,
GLdouble upx, GLdouble upy, GLdouble upz);
该接口指定了共需要输入九个分量：前三个分量人眼所在的位置，即人眼坐标系原点坐标；中间三个分量指定观察点的坐标，由此可以确定z轴向量；最后三个分量指定y轴向量，最后根据右手法则（D3D中是左手法则）确定出x轴向量，这就可以构成了世界坐标系到像极坐标系的变换矩阵了。当然，采用着色器编程之后，可以直接将变换矩阵提交到着色器，由着色器来完成顶点变换即可。
4、屏幕坐标系
OpenGL渲染出来的图像最终以像素的形式在图形显示器，就要在图形显示器上定义一个坐标系，这一坐标系成为屏幕坐标系，或视口坐标系。在OpenGL中，视口坐标系的原点位于视口的左下角，x轴和y轴分别为水平向右和垂直向上，单位为像素，如下图所示。
图1 应用程序窗口
从上图可以看出，视口其实是应用窗口中的一块区域，默认情况下，视口区域和应用程序窗口区域大小一致，我们也可以使用一个OpenGL命令来改变视口区域，其函数签名为：
void glViewport(GLint x, GLint y, GLint width, GLint height)
x ——视口左下角x坐标（以下单位均为像素）
y ——视口左下角y坐标
width ——视口区域宽度
height ——视口区域高度
本文摘自：博客园 -Coding Life，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。
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