注：文章譯自http://wgld.org/，原作者杉本雅広(doxas)，文章中如果有我的額外說明，我會加上［lufy：］，另外，鄙人webgl研究還不夠深入，一些專業詞語，如果翻譯有誤，歡迎大家指正。

二維和三維

三維空間－－我們生活這個這個現實的世界就是一個三維空間。

在三維的世界裡，所有的東西都由橫，豎，深度。將這些東西重現，就是一個實時3D渲染。但是再現這個3D空間，我們是在一個2D的顯示器上來實現的。

電腦和手機的螢幕，都是一個2D的顯示器。至少現在還沒有一個3D的顯示裝置，當然，研究所這些地方可能會有，但是一般的家庭肯定是沒有的。

利用WebGL可以模擬三維空間，但是最終必須輸出顯示在一個二維的顯示器上。由深度決定的前後關係，根據遠近進行放大和縮小，這些都必須提前進行運算得出結果。

OpenGL也好，DirectX也好，這個從三維到二維的變換等基本的計算手法一般是不會變的。當然，WebGL也是一樣的。

右手？左手？說一說座標系

雖然說3D的計算基本上都是一致的，但是DirectX和OpenGL之間還有點小差異。

說到DirectX和OpenGL的區別，經常會拿座標系來舉例。就是使用左手座標系還是右手座標系。OpenGL使用的是右手座標系。

下圖是右手座標系的圖解。

下圖是左手座標系的圖解。

比較的話，主要是Z座標的方向不同。x座標和y座標的話，哪個座標系都是一樣的。

除去Z座標的處理，哪個座標系都是沒有深度的概念的，所以沒必要想的太複雜。WebGL是OpenGL的一個分支，當然是使用右手座標系了。

座標變換

無論用DirectX還是OpenGL，最終都需要將三維的情報向二維進行變換。就像剛開始說的那樣，最終的影象都是由二維顯示器來顯示的。

這時候，座標變換就是必須的了。座標變換大致可以分為三種，將這些正確的組合在一起，最終決定顯示器上的位置。

用身邊的東西舉例說明的話，三維向二維轉換的例子就是照相機。照片和影象，通過照相機已經全部變為了二維，最終，輸出成了照片和動畫。

腦子裡想象一下使用照相機照相的一幕，來試著理解一下座標變換吧。

模型變換

三種座標變換中的第一個，是模型變換。在OpenGL的處理中雖然一般叫做模型變換，但是在DirectX中被叫做世界變換。

模型變換，是指為了定義參照物在三維空間的什麼位置而進行的座標變換。和現實的世界不同，程式中的三維空間裡定義了世界的中心的基準點，就是原點。從這個原點出發，為了知道參照物的相對位置，就需要進行必要的座標變換。

假設，虛擬的三維空間裡有一個蘋果，那麼為了表示這個蘋果在什麼位置，就需要進行相應的模型變換了。

檢視變換

三種座標變換的第二個，是檢視變換。

檢視變換，定義了鏡頭的實際位置以及鏡頭的方向。拿剛剛舉例的蘋果來說，即使三維空間中有一個蘋果，如果鏡頭的方向不對著蘋果的話，同樣也是看不到這個蘋果的。而且，如果將鏡頭大幅度遠離蘋果，那麼也有可能看不到蘋果了。

為了決定鏡頭的位置和角度所進行的座標變換就叫做檢視變換。

投影變換

三種座標變換中的最後一個，是投影變換。

這個變換，定義了三維空間的攝影區域。比如，是橫向攝影，還是縱向攝影，最遠拍攝多遠距離等。

一般的照相機，直接拍攝鏡頭前的所有影象，最遠拍攝多遠也基本上沒什麼意識。但是，程式是無法模擬無限大的空間的，所以，從哪裡開始拍攝，拍攝到哪裡，必須有一個明確的範圍。

投影變幻，通過遠近法則，可以將近處的物體描畫的比較大，遠處的物體描畫的比較小。

總結

內容有點長了，來總結一下吧。

使用程式來模擬三維空間的時候，最終的情報必須變換成二維資料。而且三維座標，根據平臺不同，Z軸的處理是不一樣的。WebGL是OpenGL的處理系，使用的是右手座標系。

為了模擬三維空間，將三維空間的情報向二維的情報進行轉換，需要三個座標變換。分別是模型變換，檢視變換和投影變換，將這些變換進行組合，最終決定描畫的圖形內容。

為了使用WebGL進行開發，本次所介紹的座標系和座標變換的知識是必不可少的。細節先不說，如果大致的意思都不瞭解的話，後面實際處理的時候肯定會有疑惑的。最低限度，三個座標變換的意思一定要記住。

下一次，看一下為了使用WebGL都需要做哪些準備。

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