OpenGL中的glLoadIdentity()函数是什么作用？

Question

我是OpenGL的新手，我的代码中有很多随意的函数，让我感到有点不知所措。它们都能工作，我知道该在何时使用它们，但我不知道为什么需要它们或者它们实际上是做什么。

我知道glLoadIdentity()将当前矩阵替换为单位矩阵，但这究竟是做什么？如果每个程序都需要它，那么默认情况下不应该是单位矩阵吗，除非另有规定？除非我知道它们的作用，否则我不喜欢在我的代码中使用函数。值得注意的是，我专门为丰富的2D客户端使用OpenGL，如果这对于3D来说是非常明显的事情，请原谅我的无知。

同时，我还有一点困惑，就是glMatrixMode(GL_PROJECTION)和glMatrixMode(GL_MODELVIEW)的区别。

- Alexander

Answer 1

在投影矩阵和模型视图矩阵中，单位矩阵本质上将矩阵重置回其默认状态。

正如您所知，glTranslate 和 glRotate 始终相对于矩阵的当前状态。例如，如果您调用glTranslate，则是从矩阵的当前“位置”进行平移，而不是从原点开始。但是，如果您想从原点重新开始，这就是调用glLoadIdentity()的时候，然后可以从矩阵进行glTranslate，该矩阵现位于原点，或者从定向为默认方向的矩阵glRotate。

我认为 Boon 的答案，即它等同于 1，不完全正确。矩阵实际上看起来像这样：

1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1

那是单位矩阵。Boon在数学上是正确的，任何矩阵乘以那个矩阵（或者看起来像那个矩阵; 对角线为1，其余为0）将得到原始矩阵，但我不认为他解释了这为什么很重要。

这很重要的原因是因为OpenGL通过每个矩阵乘以所有位置和旋转。例如，当你绘制一个多边形（glBegin（GL_FACE），一些点，glEnd（）），它通过与MODELVIEW相乘将其转换为“世界空间”，然后通过与PROJECT矩阵相乘将其从3D转换为2D，这使其具有屏幕上的2D点以及深度（来自屏幕'相机'），它用于绘制像素。但是当其中一个矩阵是单位矩阵时，点被乘以单位矩阵，因此不会改变，因此矩阵没有效果；它不会转换点，不会旋转点，它将它们保持不变。

我希望这能更加清晰！

- Ricket

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这意味着OpenGL维护一个“主”或“全局”矩阵，每个后续的矩阵都是相对于该“主”或“全局”矩阵应用的。我说得对吗？ - user366312

Answer 2

单位矩阵是数字的等效于1。就像你知道的，任何与1相乘的数都是它本身 (例如 A x 1 = A)，

对于矩阵也是一样的 (MatrixA x IdentityMatrix = MatrixA).

因此，在将更多矩阵乘入矩阵堆栈之前，加载单位矩阵是初始化矩阵到正确状态的一种方法。

glMatrixMode(GL_PROJECTION)：处理透视变换或正交变换使用的矩阵。

glMatrixMode(GL_MODELVIEW)：处理模型-视图变换使用的矩阵。也就是说，将您的对象（即模型）转换为视图坐标空间（或相机空间）。

- Boon

Answer 3

投影矩阵用于创建视图体积。想象一下现实世界中的场景。你并没有真正看到周围的一切，只能看到眼睛所允许你看到的。例如，如果你是一条鱼，你会看到更多的东西。因此，当我们说设置投影矩阵时，我们的意思是设置我们想从我们创建的场景中看到的内容。我的意思是，你可以在你的世界中任何地方绘制对象。如果它们不在视图体积内，你将什么也看不到。当你创建视图体积时，想象一下你创建了6个裁剪平面来定义你的视野。

至于模型视图矩阵，它用于对你的世界中的模型（对象）进行各种变换。这样，你只需要定义一次对象，然后对其进行平移、旋转或缩放即可。

在绘制场景中的对象之前，您将使用投影矩阵来设置视图体积。然后，您绘制您的对象并相应地更改模型视图矩阵。当然，如果您想绘制一个场景，然后绘制一些文本（使用某些方法可以更容易地在正交投影中工作），然后再切换回模型视图矩阵，您可以在绘制模型的过程中更改矩阵。

至于模型视图名称，它与建模和观察转换的二元性有关。如果你将相机向后移动5个单位，或者将物体向前移动5个单位，本质上是相同的。

希望我已经解释清楚了一些内容。

- blue

Answer 4

身份矩阵用于将矩阵初始化为一个合理的默认值。

需要明确的一点是，矩阵乘法在某种意义上是可加的。例如，如果您取一个以身份矩阵开始的矩阵，将其乘以旋转矩阵，然后将其乘以缩放矩阵，最终得到的矩阵将会对与其相乘的矩阵进行旋转和缩放。

- dicroce

Answer 5

简单概括其他人所说的，单位矩阵是一种矩阵，当你将向量/矩阵与其相乘时，结果是相同的向量/矩阵。这相当于用乘法表示的数字1或用加法表示的数字0。

glLoadIdentity()是一个已弃用的函数，鼓励您自己管理矩阵。

- Thomas K

Answer 6

glLoadIdentity()函数确保每次进入投影模式时，矩阵都将重置为单位矩阵，以便新的视图参数不会与先前的参数组合。

- Srinath k s