Shader入门（十六）坐标空间与转换矩阵
发表于2018-02-02
模型空间（model space）也称为对象空间（object space）或局部空间（local space）是指以模型原点为原点的坐标系。
世界空间（world space）也称全局空间（global space）是以世界原点为原点的坐标系，世界坐标也就是Unity3D里的绝对坐标。
观察空间（view space）也称摄像机空间（camera space）是以摄像机为原点的坐标系。（这是各坐标空间中唯一一个右手坐标系）
裁剪空间（clip space）也称齐次裁剪空间（homogeneous clip space），这个空间对观察空间里的渲染图元进行裁剪，会保留完全在空间内部的图元，剔除完全在空间外部的图元，以及裁剪部分在空间内部的图元，而这块空间的范围是由摄像机的视锥体决定的。而使用投影矩阵将顶点转换到裁剪空间中去，来判断图元是否在裁剪空间内。
屏幕空间（screen space）表示的是一个二维空间，是从裁剪空间投影过来的。
从模型空间到世界空间称为模型变换，从世界空间到观察空间称为观察变换，从观察空间到裁剪空间称为投影变换，从裁剪空间到屏幕空间称为投影映射。
Unity内置变换矩阵：
| UNITY_MATRIX_MVP | 模型（M）观察（V）投影（P）矩阵，从模型空间到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_MV | 模型（M）观察（V）矩阵，从模型空间到观察空间 |
| UNITY_MATRIX_V | 观察（V）矩阵，从世界空间到观察空间 |
| UNITY_MATRIX_P | 投影（P）矩阵，从观察空间到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_VP | 观察（V）投影（P）矩阵，从世界空间到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_T_MV | UNITY_MATRIX_MV的转置矩阵 |
| UNITY_MATRIX_IT_MV | UNITY_MATRIX_MV的逆转置矩阵，用于将法线从模型空间转换到观察空间 |
| _Object2World | 模型矩阵，从模型空间到世界空间 |
| _World2Object | _Object2World的逆矩阵，从世界空间到模型空间 |
| _WorldSpaceCameraPos(float3) | 摄像机的世界坐标 |
| _ProjectionParams(float4) | 投影参数 x=±1.0（-1.0表示使用翻转投影矩阵进行渲染） y=Near近裁剪平面与摄像机的距离 z=Far远裁剪平面与摄像机的距离 w=1.0+1.0/Far |
| _ScreenParams(float4) | 屏幕参数 x=width渲染目标的像素宽度 y=height渲染目标的像素高度 z=1.0+1.0/width w=1.0+1.0/height |
| _ZBufferParams(float4) | 线性化Z（深度）缓冲参数 x=1-Far/Near y=Far/Near z=x/Far w=y/Far |
| unity_OrthoParams(float4) | 正交投影摄像机参数 x=width y=height z未使用 w=1.0（正交投影摄像机）或0.0（透视摄像机） |
| unity_CameraProjection(float4x4) | 摄像机投影矩阵 |
| unity_CameraInvProjection(float4x4) | unity_CameraProjection的逆矩阵 |
| unity_CameraWorldClipPlanes(float4[6]) | 摄像机6个裁剪平面在世界空间下的方程式。 顺序：左、右、下、上、近、远 |