WorldToScreen function C#

本文关键字：function WorldToScreen | 更新日期: 2023-09-27 17:55:40

谁能向我解释屏幕功能（c#）的世界？我想了解它的作用，如何使用它以及我需要使用它。到目前为止，我知道它将 3d 矢量转换为 2d 矢量，然后可以在显示器上显示。现在我想知道在屏幕上将 3d 点显示为绘图所需的步骤。提前:)感谢

WorldToScreen function C#

我将假设您想要的屏幕空间从上到下运行，因此{0,0}是左上角，{screenWidth，screenHeight}是右下角。我还将假设规范化设备坐标在 [{-1， -1， 0}， {1， 1， 1}] 范围内。

您要做的第一件事是将 3D 世界坐标转换为所谓的规范化设备坐标（简称 NDC）。这是一个中间步骤，简化了到屏幕空间的映射。

规范化设备坐标用于测量监视器上的相对位置。这些不是像素坐标。屏幕中心始终为 0，顶部始终为 1，底部始终为 -1。左侧始终为 -1，右侧始终为 1。

了解视图和投影矩阵后，转换如下：

Vector3 pointInNdc = Vector3.Transform(pointInWorld, view * projection);

要了解这种转换是如何工作的，你可以看看Paradox Game Engine的源代码。

对

坐标进行规范化后，您希望将其映射到屏幕空间：

    要找到 X 坐标，请将其从范围 [-1,1] -> [0,2] 移动，方法是将它
  1. 加 1 并除以 2 以将其从范围 [0,2] -> [0,1] 移动。将其乘以屏幕宽度，屏幕空间中就有 X 坐标。

float screenX = (pointInNdc.X + 1) / 2f * screenWidth;

  1. 查找 Y 坐标类似，但不是加 1，而是需要从 1 中减去 pointInNdc.Y 以颠倒坐标（从 Y 从底部到顶部移动到 Y 从上到下运行）

float screenY = (1 - pointInNdc.Y) / 2f * screenHeight;

在那里，您有屏幕空间的X和Y坐标。有许多很棒的文章（比如这篇）描述了这个完全相同的过程以及如何从ScreenToWorld返回。

以下是WorldToScreen的完整列表：

Vector2 WorldToScreen(Vector3 pointInWorld, Matrix view, Matrix projection, int screenWidth, int screenHeight)
{
    Vector3 pointInNdc = Vector3.Transform(pointInWorld, view * projection);
    float screenX = (pointInNdc.X + 1) / 2f * screenWidth;
    float screenY = (1 - pointInNdc.Y) / 2f * screenHeight;
    return new Vector2(screenX, screenY);
}
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