渲染管线中几种基础的坐标空间（对象空间 世界空间 相机空间(观察空间) NDC空间

对象空间

每个模型都有一个其本身的坐标系，比如以它的几何中心为这个空间的坐标原点，这个模型所有顶点的位置属性都是相对于这个原点的坐标值。因此我们称这个空间为对象空间（局部空间）

世界空间

我们要把那个模型放入我们的游戏世界中，就要对其应用一个Model矩阵，model就是对模型做移动、旋转、缩放变换，变换后模型就以一种特定的角度、大小、位置放置在世界空间中了。

观察空间

渲染管线就是从三维空间中经过一系列计算、操作最终得到一张二维图像的过程。世界空间中，现在有着相机和我们摆放的模型，为了正确的得到相机所看到的图像，但是又想计算更方便，用很小的代价把相机移动到原点并且看向-z轴，头顶着y轴，x指向相机的右方（这是几种流行图形接口所定义的），记录这种变换为view矩阵（包含移动、旋转），接着对所有其他模型做相同的view变换。这样可以让相机和模型们都是相对静止的。相机所看到的内容，跟view变换之前的没有任何区别。而这时，在世界中，相机和模型的绝对位置和朝向其实都变了，而这种以相机为原点，相机前方为-z、头顶y、右x的坐标空间就叫做观察空间，以上这是在101课程中听到的一种view变换的理解方法。

还能这样理解view变换：

view矩阵是将物体从一个坐标系换到另一个坐标系的媒介。位于世界空间的所有物体，它的坐标都是相对于世界原点而言的。做view变换之后，物体变为了以相机为原点，相机正前方向为-z轴，头顶为正y轴，右方为正x轴的坐标系来表示了

裁剪空间

此时整个世界的模型都处于观察空间中，然而相机是有一定的可视范围的，这个范围我们用一个视椎体来定义。所有在视椎体内部的对象是相机可见的（可以最终显示到屏幕上），而视椎体外部则不可见（剔除）。如下图所示，只有内部的两个小球能被相机看到并显示在屏幕上。

为了分辨谁可见谁不可见，对观察空间的所有模型顶点，应用一个透视投影Perspective矩阵，将所有的顶点变换到裁剪空间内。实际上在OpenGL中，矩阵计算是在顶点着色器中进行的，顶点着色器的输出gl_Position就是顶点位于裁剪空间内的坐标值，如果顶点在视椎体内，则他的xyz分量值域为[-w,w]。如果有任何一个分量绝对值超过w，则这个顶点会被裁剪不会在屏幕中出现。w分量在MVP变换前，被指定为1，经过MVP变换后，w值记录的是变换前的实际深度值。

标准化设备空间NDC

顶点着色器执行完后，会自动进行透视除法，顶点三个分量都除以w分量，转换到标准化设备空间NDC-space，所有的坐标归一化，落在[-1,1]的范围内。这一步是近大远小的关键（远的顶点w分量更大，对所有分量除以w后，这个模型就会更小，同样的近处的物体则会比较大）

屏幕空间

然后应用视口变换矩阵(viewport matrix)把这些位于[-1,1]的所有顶点平移、缩放到屏幕空间中。其实屏幕空间就是 以（0，0）为原点，y轴上为正，x轴右为正的坐标系中。坐标范围就是显示器的分辨率大小

渲染管线中几种基础的坐标空间（对象空间 世界空间 相机空间(观察空间) NDC空间 裁剪空间 屏幕空间）