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TinyRenderer笔记3：移动摄像机
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原文中文，约5900字，阅读约需14分钟。
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内容提要
在三维空间中，坐标系的变换通过矩阵实现。给定原点和基底，可以将一个坐标系的点转换到另一个坐标系。模型视图矩阵和视口矩阵用于将场景渲染到屏幕上。法向量的变换需使用模型变换矩阵的逆转置。
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关键要点
- 在三维空间中，坐标系的变换通过矩阵实现。
- 坐标系的变换需要原点和基底的定义。
- 模型视图矩阵和视口矩阵用于将场景渲染到屏幕上。
- 坐标从一个坐标系转换到另一个坐标系的公式为：x = O' + M * x'。
- 相机位置和方向的计算需要使用lookat函数生成4x4矩阵。
- 摄像机的变换可以通过逆变换实现。
- 视口矩阵用于将坐标从裁剪坐标转换为屏幕坐标。
- 坐标变换链包括模型、视图、投影和视口矩阵。
- 法向量的变换需使用模型变换矩阵的逆转置。
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延伸问答
如何在三维空间中实现坐标系的变换？
坐标系的变换通过定义原点和基底，并使用矩阵实现。
模型视图矩阵和视口矩阵的作用是什么？
模型视图矩阵用于将场景渲染到相机坐标系，视口矩阵则将裁剪坐标转换为屏幕坐标。
如何计算相机的位置和方向？
使用lookat函数生成4x4矩阵来计算相机的位置和方向。
法向量的变换需要使用什么矩阵？
法向量的变换需使用模型变换矩阵的逆转置。
如何将坐标从一个坐标系转换到另一个坐标系？
使用变换公式：x = O' + M * x'，其中O'为新坐标系的原点，M为变换矩阵。
视口矩阵的构造方式是什么？
视口矩阵通过平移和缩放操作，将立方体[-1,1]映射到屏幕坐标。
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