opengl - (gl_FragCoord.z/gl_FragCoord.w) 代表什么？

Question

我想要真实的世界空间距离，我从实验中得到的感觉是
(gl_FragCoord.z / gl_FragCoord.w)
是世界空间的深度？但我不太确定。

编辑 我刚刚found where I had originally located this snippet of code .显然这是相机的实际深度？

Answer 1

这是(由同一个人)询问的和 answered elsewhere .我在这里解释和修饰答案:

如 OpenGL 4.3 core profile specification (PDF) 的第 15.2.2 节所述, gl_FragCoord.w是 1 / clip.w ，其中 clip.w是剪辑空间位置的 W 分量(即:您写入的内容 gl_Position )。
gl_FragCoord.z由以下过程生成，假设通常的转换:

通过顶点着色器中的投影矩阵乘法将相机空间转换为剪辑空间。 clip.z = (projectionMatrix * cameraPosition).z

转换为标准化设备坐标。 ndc.z = clip.z / clip.w

转换为窗口坐标，使用 glDepthRange near/far values . win.z = ((dfar-dnear)/2) * ndc.z + (dfar+dnear)/2 .

现在，使用默认深度范围near=0, far=1，我们可以定义 win.z在剪辑空间方面: (clip.z/clip.w)/2 + 0.5 .如果我们然后除以 gl_FragCoord.w ，这相当于乘以 clip.w ，从而给我们:

(gl_FragCoord.z / gl_FragCoord.w) = clip.z/2 + clip.w/2 = (clip.z + clip.w) / 2

使用标准投影矩阵， clip.z表示与相机空间 Z 分量的比例和偏移。比例尺和偏移量由相机的近/远深度值定义。 clip.w再次在标准投影矩阵中，只是相机空间 Z 的否定。因此，我们可以用这些术语重新定义我们的方程:

(gl_FragCoord.z / gl_FragCoord.w) = (A * cam.z + B -cam.z)/2 = (C * cam.z + D)

哪里 A和 B表示基于近/远的偏移和比例，和 C = (A - 1)/2和 D = B / 2 .

因此， gl_FragCoord.z / gl_FragCoord.w不是相机空间(或世界空间)到相机的距离。也不是相机空间到相机的平面距离。但它是相机空间深度的线性变换。如果它们来自相同的投影矩阵等，您可以将其用作比较两个深度值的方法。

要实际计算相机空间 Z，您需要将相机靠近/远离矩阵(OpenGL already gives you the range near/far)并计算这些 A和 B值，或者您需要使用投影矩阵的逆。或者，您可以自己直接使用投影矩阵，因为片段着色器可以使用顶点着色器可用的相同制服。您可以选择 A和 B项直接来自该矩阵。 A = projectionMatrix[2][2] , 和 B = projectionMatrix[3][2] .