坐标系统

OpenGL、OSG和osgEarth中使用了几种不同的坐标系统和参考体系，有时会很困惑哪个是哪个。

OpenSceneGraph/OpenGL坐标空间

这里对OpenGL和OSG中使用的各种坐标系统有一个简要的说明。如果需要更多详细的说明（附图），可以直接阅读有关该主题的优秀教程： OpenGL转换

模型坐标（Model Coordinates）

模型（或对象）空间指的是几何体（如地形贴片、飞机模型等）的实际坐标。在OSG中，模型坐标可能是绝对的或者它们可能经过一个OSGTransform转换。

我们经常使用两种类型的模型坐标：世界（world）和本地（Local）。

世界坐标表示为绝对位置，它们没有经过转换。本地坐标经过了转换而相对于某些参考点（在世界坐标中）。

为什么使用本地坐标？因为OpenGL硬件只能为顶点位置处理32位的数值，但是在一些如osgEarth的系统中，我们需要使用大数值来表示位置，无法在不超出32位精度限制的情况下完成。解决方法就是使用本地坐标。OSG使用一个双精度MatrixTransform来创建一个本地原点(0,0,0)，然后我们可以相对于它表示我们的数据。

视图坐标（View Coordinates）

视图空间（有时称为相机或眼空间）表示了几何体相对于相机本身的位置。相机位于原点(0,0,0)，坐标轴是：

  1. +X : Right
  2. +Y : Up
  3. -Z : Forward (direction the camera is looking)

在osgEarth中，视图空间在顶点着色器（vertex shaders）中使用得很多——它们在限制于32位精度的GPU上操作，视图空间在相机处有一个本地原点。

裁剪坐标（Clip Coordinates）

裁剪坐标是在应用视景体（view volume，也称相机视锥体（camera frustum））后所得到的。视锥体确定了的视点所能看到的范围，得到的坐标在这个系统中：

  1. +X : Right
  2. +Y : Up
  3. +Z : Forward

裁剪空间使用四维齐次坐标，数值范围包含相机视锥体，可表示为：

  1. X : [-w..w] (-w = left,   +w = right)
  2. Y : [-w..w] (-w = bottom, +w = top)
  3. Z : [-w..w] (-w = near,   +w = far)
  4. W : perspective divisor

注意，表示深度的Z值是非线性的，靠近近平面的精度要高得多。

当你需要在场景中采样或操纵深度信息时，着色器中的裁剪空间非常有用。