如何在顶点着色器中将坐标从NDC转换为相机空间

Question

我正在维护一个封装在自定义材质类中的顶点着色器(从ShaderMaterial继承，但现在从MeshStandardMaterial继承(，该类可以像往常一样将3D坐标转换为NDC：

vec4 ndcPos = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( position, 1.0 );
ndcPos /= ndcPos.w;
//...other transformations to ndcPos

则将一组变换应用于CCD_ 3。正如您所看到的，它们被应用于NDC领域。我需要将结果坐标带回相机(眼睛(空间，所以我想我们需要反转步骤，比如这样：

vec4 mvPos = ndcPos * ndcPos.w;
mvPos *= inverse of projectionMatrix;

预期结果：mvPos仅应用了modelView转换。

问题：

1. 对吗
2. 如何计算projectionMatrix的逆？将camera.projectionMatrixInverse作为统一材质传递给顶点着色器既简单又低成本，但我在three.js中找不到这样做的方法：祖先材质类和onBeforeCompile都无法访问摄影机

Answer 1

计算视图空间位置的逆运算是

vec4 p = inverse(projectionMatrix) * ndc;
vec4 mvPos = p / p.w;

并且计算物体位置的逆运算是

vec4 p = inverse(projectionMatrix * modelViewMatrix) * ndc;
vec4 pos = p / p.w;

(注意，在上述代码中，pos对应于属性position，mvPos对应于position * modelViewMatrix。(

注意：如果用透视投影矩阵(或逆透视投影矩阵(变换笛卡尔坐标，结果是齐次坐标。若要将齐次坐标转换为笛卡尔坐标，必须执行"透视除法"(在"透视除法之后，分量w为1(
需要注意的是，inverse函数仅在GLSL ES 3.00(WebGL 2.0(之后才存在，在GLSL ES1.00(WebGL 1.0(中不可用。因此，可能需要在Javascript中计算逆矩阵，并将其作为统一变量传递给着色器。