将透视变换矩阵从GIMP应用到GLSL着色器
因此，我尝试在顶点着色器中添加图像的旋转和透视效果。旋转效果很好，但我无法实现透视效果。我在做2D的工作。
旋转矩阵是从代码生成的，但透视矩阵是我使用透视工具从GIMP获得的一组硬编码值。
private final Matrix3 perspectiveTransform = new Matrix3(new float[] {
0.58302f, -0.29001f, 103.0f,
-0.00753f, 0.01827f, 203.0f,
-0.00002f, -0.00115f, 1.0f
});这个透视矩阵使用500x500的图像在GIMP中实现了我想要的结果。然后，我尝试在纹理坐标上应用相同的矩阵。这就是为什么我要先乘以500，然后再除以500。
attribute vec4 a_position;
attribute vec4 a_color;
attribute vec2 a_texCoord0;
uniform mat4 u_projTrans;
uniform mat3 u_rotation;
uniform mat3 u_perspective;
varying vec4 v_color;
varying vec2 v_texCoords;
void main() {
v_color = a_color;
vec3 vec = vec3(a_texCoord0 * 500.0, 1.0);
vec = vec * u_perspective;
vec = vec3((vec.xy / vec.z) / 500.0, 0.0);
vec -= vec3(0.5, 0.5, 0.0);
vec = vec * u_rotation;
v_texCoords = vec.xy + vec2(0.5);
gl_Position = u_projTrans * a_position;
}对于旋转，我偏移原点，使其围绕中心旋转，而不是左上角。
关于GIMP的透视工具，我所知道的大部分都来自http://www.math.ubc.ca/~cass/graphics/manual/pdf/ch10.ps，这表明我可以在读完它后重现GIMP所做的事情，但事实证明我做不到，结果显示什么都没有(没有像素)，而删除透视部分则显示图像正确旋转。
正如链接中提到的，我除以vec.z将齐次坐标转换回2D点。我没有使用透视变换的原点移动，因为在链接中提到左上角被用作原点。第11页：
有一件事需要注意-- GIMP坐标的原点在左上角，y向下递增。
编辑
感谢@Rabbit76的回答，它现在显示了一些东西！然而，它不会像矩阵在GIMP上转换图像那样转换我的纹理。
我在GIMP上的转换矩阵应该做一些类似的事情：
但是，它看起来像这样：
这是我从实际结果中看到的想法：
https://imgur.com/X56rp8K (已使用Image)
(正如所指出的，它的纹理参数是夹子到边，而不是夹子到边界，但这不是重点)
看起来它做的和我想要的完全相反。在应用矩阵之前，我尝试将原点偏移到图像的中心和左下角，但没有成功。这是一个新的结果，但它仍然是同一个问题:如何将GIMP透视矩阵应用到GLSL着色器中？
EDIT2
通过更多的测试，我可以确认它正在做“相反”的事情。使用这个简单的小尺度变换矩阵：
private final Matrix3 perspectiveTransform = new Matrix3(new float[] {
0.75f, 0f, 50f,
0f, 0.75f, 50f,
0f, 0f, 1.0f
});结果是图像的放大版本：
如果我以编程方式反转矩阵，它适用于简单的缩放矩阵！但对于透视矩阵，它显示：
EDIT3
再次感谢@Rabbit76，它在透视矩阵完成旋转之后应用了旋转，我最终得到了这样的结果：https://imgur.com/n1vWq0M
就快到了！唯一的问题是图像被压得很紧。这就像透视矩阵被多次应用一样。但如果你仔细观察，你可以看到它在透视时旋转，就像我想要的那样。现在的问题是如何解压它以获得像我在GIMP中一样的结果。(根本问题仍然是，如何获取GIMP矩阵并将其应用于着色器)
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2018-05-25 13:48:44
这个透视矩阵使用500x500的图像在
中实现了我想要的结果。然后，我尝试在纹理坐标上应用相同的矩阵。这就是为什么我要先乘以500，然后再除以500。
矩阵
0.58302 -0.29001 103.0
-0.00753 0.01827 203.0
-0.00002 -0.00115 1.0f是一个2D透视变换矩阵。它使用2D Homogeneous coordinate进行操作。
请参阅2D affine and perspective transformation matrices
由于GIMP中显示的矩阵是从透视图到正交视图的变换，因此必须使用逆矩阵进行变换。可以通过调用inv()来计算逆矩阵。
矩阵被设置为执行范围为0,500的Cartesian coordinate到范围为0,500的Homogeneous coordinates的运算。
您的假设是正确的，您必须将输入从范围0，1缩放到0,500，输出从0,500缩放到0，1。但是您必须缩放二维笛卡尔坐标
此外，您必须在透视投影和Perspective divide之后进行旋转。
可能有必要(取决于位图和纹理坐标属性)，必须翻转纹理坐标的V坐标。
最重要的是，必须在片段着色器中对每个片段执行变换。请注意，由于此变换不是线性变换(它是透视变换)，因此计算角点上的纹理坐标是不够的。
vec2 Project2D( in vec2 uv_coord )
{
vec2 v_texCoords;
const float scale = 500.0;
// flip Y
//vec2 uv = vec2(uv_coord.x, 1.0 - uv_coord.y);
vec2 uv = uv_coord.xy;
// uv_h: 3D homougenus in range [0, 500]
vec3 uv_h = vec3(uv * scale, 1.0) * u_perspective;
// uv_h: perspective devide and downscale [0, 500] -> [0, 1]
vec3 uv_p = vec3(uv_h.xy / uv_h.z / scale, 1.0);
// rotate
uv_p = vec3(uv_p.xy - vec2(0.5), 0.0) * u_rotation + vec3(0.5, 0.5, 0.0);
return uv_p.xy;
}当然，你也可以在顶点着色器中进行变换。但是，您必须将2d同构坐标从顶点着色器传递到片段着色器，这类似于将剪辑空间坐标设置为gl_Position。不同的是，你有一个二维齐次坐标，而不是三维坐标。并且您必须在片段着色器中手动执行Perspective divide：
顶点着色器：
attribute vec2 a_texCoord0;
varying vec3 v_texCoords_h;
uniform mat3 u_perspective
vec3 Project2D( in vec2 uv_coord )
{
vec2 v_texCoords;
const float scale = 500.0;
// flip Y
//vec2 uv = vec2(uv_coord.x, 1.0 - uv_coord.y);
vec2 uv = uv_coord.xy;
// uv_h: 3D homougenus in range [0, 500]
vec3 uv_h = vec3(uv * scale, 1.0) * u_perspective;
// downscale
return vec3(uv_h.xy / scale, uv_h.z);
}
void main()
{
v_texCoords_h = Project2D( a_texCoord0 );
.....
}片段着色器：
varying vec3 v_texCoords_h;
uniform mat3 u_rotation;
void main()
{
// perspective divide
vec2 uv = vertTex.xy / vertTex.z;
// rotation
uv = (vec3(uv.xy - vec2(0.5), 0.0) * u_rotation + vec3(0.5, 0.5, 0.0)).xy;
.....
}请参见预览，其中我使用了以下2D投影矩阵，它是GIMP中显示的矩阵的逆矩阵
2.452f, 2.6675f, -388.0f,
0.0f, 7.7721f, -138.0f,
0.00001f, 0.00968f, 1.0f
进一步注意，与u_projTrans相比，u_perspective是按行主顺序初始化的。
因此，您必须将向量从左到u_perspective相乘
vec_h = vec3(vec.xy * 500.0, 1.0) * u_perspective;但是你必须将向量从右边乘以u_projTrans
gl_Position = u_projTrans * a_position;请参阅GLSL Programming/Vector and Matrix Operations
当然，如果在通过glUniformMatrix*设置矩阵时转置矩阵，这种情况可能会发生变化
https://stackoverflow.com/questions/50519828
复制相似问题
腾讯云开发者
