Super Mario 64 成为了许多玩家最早接触的成功 3D 游戏体验之一;通过让玩家控制摄像机,它区别于此前的做法。[Gabriel] 展示了仅用几行数学公式就能构建 3D 摄像机和透视效果。达到自动摄像机工具极限的程序员,正在通过矩阵计算学习这一系统:其中会使用近、远裁剪平面、宽高比、视野范围和位置。将 X 和 Y 除以 Z 会使远处的物体缩小。网站上的滑块以交互方式解释这些变量;生成 3D 物体同样需要类似的数学。
为什么重要
这项工作将 3D 图形生成自动化工具背后的运算,转化为易于理解的数学框架。这样一来,程序员不必只依赖现成的摄像机系统,而是能够研究构成画面的各个变量之间的关系,以及画面是如何形成的。将裁剪平面、视野范围和宽高比等要素结合起来考察,有助于理解在不同屏幕和场景条件下产生的画面变化。交互式滑块还把抽象的矩阵计算与可以直接观察到的结果联系起来,让希望学习这一主题的人更容易理解。这个框架也使摄像机数学与 3D 物体生成中所使用的数学之间的联系变得清晰可见。