平民程序 - linghuye's blog

天下风云出我辈，一入江湖岁月催。皇图霸业谈笑中，不胜人生一场醉。提剑跨骑挥鬼雨，白骨如山鸟惊飞。尘事如潮人如水，只笑江湖几人回。
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为什么会有右手坐标系和左手坐标系?

假设有两个几何体世界,它们的坐标系不同,分别为右手和左手坐标系,但两个世界有完全一样的物体,即两个世界的对应物体的三角顶点坐标都完全一样.然后在同样的方位上摆上一个摄像机,那成像场景是否一致?
起初从直觉上我怎么想,都觉得都应该是一样的,完全一样的物体坐标,完全一样的镜头位置,在每个孤立的坐标系统下都应该有一样的效果.但是原先以OpenGL坐标系构建的世界,在DirectX下我看到了一个奇幻的左右颠倒的世界.我在纸上画出两个坐标系,才发现原来真是这样,左手坐标系和右手坐标系本质上是两个左右颠倒的世界,而非以前所以为的Z正轴的朝向区别.

在实际的API中,无论OpenGL/DirectX都可以实现左右手坐标系.DX可以使用D3DXMatrixLookAtRH和D3DXMatrixPerspectiveFovRH来实现右手坐标系.OpenGL可以使用手动构建左手视图和投影矩阵来实现左手坐标系,毕竟左右手只是图形API中Transform的部分.

posted on 2007-06-24 21:59 linghuye 阅读(14214) 评论(10)  编辑 收藏 引用 所属分类: 3D图形学研究

评论

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感觉最初D3D用左手坐标系是微软的恶搞，故意展示它能标新立异。记得最初DirectX 3（应该是DX第一个版本，之前没有version 1和2 !？）里面充满了奇怪的东西，到了DirectX5才纠正了很多东西，走上正轨，但这种坐标系也无法改变了。


前一阵恰好看见Peter Shirley（他主要研究光线追踪）也写过一片类似的blog：
http://psgraphics.blogspot.com/2007/02/left-and-right-handed-coordinate.html

（可能要代理看，感谢党）

2007-06-27 16:58 | count0

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忘记一点了。

仅仅用D3DXMatrixLookAtRH和D3DXMatrixPerspectiveFovRH来实现右手坐标系还不够，你传入的数据还有关系。

我感觉比较好的方法是<3D Game Engine Design>(记得你买了第二版)的Wild Magic用的方法。


2007-06-27 17:05 | count0

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嗯,我的方法就是模仿<3D Game Engine Design>的做法,不过WildMagic按左手坐标系实现,而我习惯右手坐标系.
而且按之前的设计,传入的数据完全按右手坐标的习惯,所以测试没有问题.
2007-06-28 22:18 | linghuye

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WildMagic是右手坐标……它刚出来时，甚至只有opengl renderer。
2007-07-10 18:31 | count0

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标准不统一真烦
2007-07-11 13:26 | .net编程

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DX文档里面有说明，左手坐标系的一个好处是在正常视点下z值大部分为正，理解上稍微直观点罢了。这跟恶搞估计没关系，DX的图形处理部分在8.0动了大手术，也没把这个改回来，另一方面d3d里面坐标系并非不能转换。

左右颠倒和前后颠倒……似乎取决于你在什么方向上看啊，固定z轴的话……x轴当然是颠倒的。
2007-07-22 21:07 | 匆匆过客不能留言

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2007-08-13 17:05 | 8383

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什么是左，什么是右
2007-08-23 16:47 | 记名哈瓦

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不统一真麻烦
2007-09-20 14:14 | program

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左右手坐标系只是一种Assumption，就像将Vector看成是Row Vector还是Column Vector一样，就像将Matrix看成是Row Vectors还是Column Vectors一样，就像规定正的Angle Displacement是clockwise还是couterclockwise一样。。。无好坏之分，注意不同的Assumption下的转换即可。
2008-05-17 21:24 | soroman
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