렌더링 파이프라인에서 좌표 변환에 대해서

렌더링 파이프라인에서 좌표 변환은 로컬 좌표에서부터 화면 좌표로 변환하는 일련의 과정을 의미한다.

 

1. 로컬좌표 

객체 자체의 고유 좌표계.

메쉬의 각 정점(Vertex)들은 메쉬의 원점 기준으로 표현. 

로컬행렬 : 로컬좌표를 월드 좌표로 변환하기 위해 로컬 행렬을 사용. 이 행렬은 주로 위치, 회전, 크기 정보를 담고 있으며, 이를 통해 로컬 좌표를 월드 좌표계로 변환

 

2. 월드 좌표

월드 좌표는 모든 객체가 공통으로 공유하는 좌표계
로컬 좌표가 월드 좌표로 변환하면 srt 가 월드의 기준 좌표로 표현.

3. 뷰 좌표 

뷰 좌표는 카메라를 기준으로 한 좌표계
카메라가 원점에 위치하고 카메라의 방향이 z축 방향으로 정렬된 상태로 좌표들이 변환
이 과정을 통해 모든 좌표가 카메라의 위치와 방향을 기준으로 변환되기 때문에, 객체들이 화면에 어떻게 보일지 정해지는 기반이 됨.
뷰 행렬(View Matrix): 월드 좌표에서 뷰 좌표로 변환할 때 사용
뷰 행렬은 카메라의 위치와 방향에 따라 장면을 관찰하는 시점을 기준으로 월드 좌표를 변환

4. 클립 좌표

클립 좌표는 이후 시야 절두체 바깥에 있는 객체들을 잘라내기위해 사용

투영 행렬(Projection Matrix): 뷰 좌표를 클립 좌표로 변환할 때 사용
투영 행렬은 주로 원근 투영 또는 직교 투영을 적용하는 행렬로, 이를 통해 3D 공간에서의 좌표를 카메라 뷰의 투영면에 맵핑하게 됨.

 

5. 정규 장치 좌표

클립 좌표를 w로 나눈 결과는 -1에서 1 사이로 정규화된 정규 장치 좌표
이 좌표계에서의 범위는 뷰포트 좌표로 매핑되기 전의 좌표로, 시야 절두체 내부에 위치한 점만 포함
동차 좌표(Homogeneous Coordinates): 클립 좌표의 x, y, z 성분을 w 성분으로 나누어 정규 장치 좌표로 변환합니다. 이를 통해 원근감을 표현할 수 있습니다.

6. 스크린 좌표

화면의 픽셀 좌표로 ndc 좌표를 변환합니다. 모니터 해상도에 맞게 스케일링됩니다.