Open Graphics Library 6

1. OpenGL 좌표계 변환 순서

• Model Coordinate: 물체가 정의된 좌표계.
• World Coordinate: 물체들이 위치한 세계 좌표계.
• Eye Coordinate: 카메라(관찰자)가 바라보는 기준 좌표계.
• Clip Coordinate: 클리핑을 위한 좌표계, 시야 범위를 벗어난 물체를 제거.
• Normalized Device Coordinate: 정규화된 좌표계.
• Screen Coordinate: 최종 화면에 출력되는 좌표계.

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2. Eye Coordinate System

• 카메라의 위치를 원점으로 보고, 카메라가 바라보는 방향과 직교하는 좌표계를 설정합니다.
• 카메라 기준 좌표축:
  • +Z축: 카메라에서 멀어지는 방향 (기본적으로 OpenGL에서는 -Z 방향으로 카메라가 바라봄).
  • +X축: 기본 Up 벡터와 +Z축 벡터의 외적을 통해 구함.
  • +Y축: +Z축과 +X축의 외적을 통해 구함.

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3. View Matrix

• 역할: World Coordinate를 Eye Coordinate로 변환하는 4x4 행렬.
• 구성: 회전 행렬과 평행 이동 행렬의 조합.
• gluLookAt 함수:
  • gluLookAt(eyeX, eyeY, eyeZ, centerX, centerY, centerZ, upX, upY, upZ)
  • eye는 카메라 위치, center는 바라보는 지점, up은 카메라의 위쪽 방향을 지정.
  • 예: gluLookAt(0.0, 0.0, 15.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0)

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4. Backface Culling (후면 제거)

• 정의: 카메라에서 보이지 않는 면(back face)을 제거하여 렌더링 성능을 향상.
• 법선 벡터(Normal Vector)와의 관계:
  • 법선 벡터 방향이 카메라로부터 멀어지면 back face, 카메라 방향을 향하면 front face.
  • 뷰 벡터(View Vector): 물체의 면에서 카메라를 향하는 벡터.
  • 면이 front face인지 back face인지 판단하기 위해 뷰 벡터(V)와 법선 벡터(N)의 내적을 이용 (V • N < 0이면 back face).

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5. Orientation (방향)과 시계/반시계 구분

• Orientation은 viewer가 보았을 때 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW)으로 결정됩니다.
• OpenGL에서 일반적으로 반시계 방향(CCW)을 front face로 간주합니다.
• glPolygonMode를 사용하여 front face와 back face를 다르게 표시 가능:

   glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // front face는 채우기
   glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);  // back face는 선으로만 표시