OpenGL之Viewport

1、基本概念：

1.1 窗口(Screen)
窗口其实就是屏幕，如下图1中红色圈中黑色背景的部分。所有的场景最终都是要被光栅化乘显示器上的图像，屏幕是所有场景（2D、3D等）的最终输出目的地。一个screen可以显示多个视口中的内容；

1.2 视口(Viewport)
视口就是窗口中用来显示图形的一块矩形区域，它可以和窗口等大，也可以比窗口大或者小,如图1中蓝色标示的绿色背景的区域。它具有两个意义:
　　• 定义了视镜体中的景物要被绘制到一张什么尺寸的画布之上；
　　• 定义了画布在屏幕的什么区域；

显然，如果视景体的投影平面定义的宽高比和视口所定义的宽高比不相同的话，那么将视景体中的物体绘制到画布上的时候会进行拉伸或者压缩；而当视景体投影平面的宽高比和视口所定义的宽高比一致的时候，图像将会不进行任何缩放绘制到视口所定义的画布之上。
在实际应用中，一个窗口中会绘制多个3D场景，这个通过定义多个视口，绘制多个图像，然后贴在屏幕的不同区域即可。比如图中黄色笔圈中的区域，在画布中定于两个不同的viewport1 （0,0;w/2,y）和 viewport2 （0,w/2;w/2,y）；

1. 3 裁剪区域（平行投影）
   裁剪区域就是视口矩形区域的最小最大x坐标（left,right)和最小最大y坐标(bottom,top)，而不是窗口的最小最大x坐标和y坐标。通过glOrtho()函数设置，这个函数还需指定最近最远z坐标，形成一个立体的裁剪区域。如图1中黄色笔圈中的部分。

   
   
   图1.png

1.4 视镜体(View Frustum)
视景体(View Volume)定义了我们能够通过虚拟的3D摄像机所能看到的场景。在一个3D场景中站立中，需要摄像机的摆放位置和视野来定义我们所能够看到的东西，而这个视野就是通过视景体来定义的。在3D中，一般可以通过以下两种方式来定义视景体：

中心透视视景体.png

正交投影视景体.png

通过前面的介绍，我们大致的了解了这三个不同东西的概念。从中我们可以知道，通过定义投影矩阵，我们实际上是在虚拟的3D空间中，创建了一个视野，也就是视景体。在接着，我们通过定义视口，来描述视景体中的内容如何映射到一个虚拟的画布之上，并且这个画布最终将显示在屏幕上的什么位置。当所有的这些都设置完毕，我们绘制完毕场景之后，就能够通过硬件在我们的显示器屏幕上看到最终的画面。更理论的表述就是，通过定义投影矩阵，将3D场景投影到一个投影平面之上。通过定义视口，我们将投影平面上的内容映射到这个视口中去，并且填满它，同时根据定义视口是给定的屏幕坐标的位置，将这个视口中的图像映射到窗口的指定位置之上，最终我们就看到了图像。

2、OpenGL之glViewport

glViewport是OpenGL中的一个函数。计算机图形学中，在屏幕上打开窗口的任务是由窗口系统，而不是OpenGL负责的。glViewport在默认情况下，视口被设置为占据打开窗口的整个像素矩形，如图1，窗口大小和设置视口大小相同，所以为了选择一个更小的绘图区域，就可以用glViewport函数来实现这一变换，在窗口中定义一个像素矩形，最终将图像映射到这个矩形中。例如可以对窗口区域进行划分，在同一个窗口中显示分割屏幕的效果，以显示多个视图。