視野変換

概要

視野変換は、ワールド座標系で表された物体を、カメラを基準とするカメラ座標系へ変換する処理である。カメラの位置と向きを反映し、投影変換の前に行われる。ビューイングパイプラインの重要な段階である。

ワールド座標系には、シーン内のすべての物体が共通の基準で配置されている。しかし画像を作るには、カメラから見た位置関係に変換する必要がある。視野変換は、ワールド座標系からカメラ座標系への変換であり、カメラがどこにあり、どちらを向いているかを反映する。

この処理の後、物体はカメラを基準にした座標で扱われる。その後に投影変換が行われ、3D空間の点が投影面や表示用の座標へ写される。モデリング変換はモデルをワールド座標系へ移す処理であり、視野変換とは変換前後の座標系が異なる。

CG制作では、カメラ位置やカメラ方向を変えると見え方が変わる理由を理解する基礎になる。モデルの配置を変えなくても、視野変換によってカメラから見た位置関係が変わるため、画面構図が変化する。

ゲーム開発では、ビュー行列やカメラ行列の考え方に対応する。プレイヤーが移動したりカメラが回転したりすると、ワールド内の物体をカメラ基準の座標へ変換し直す必要がある。

三人称カメラでプレイヤーの後方から世界を見る場合、シーン全体はワールド座標で配置されているが、表示時にはカメラを基準にした座標へ変換される。この処理が視野変換にあたる。

視野変換は、ワールド座標系からカメラ座標系への変換である。モデリング変換、視野変換、投影変換、ビューポート変換の順序を整理して覚える。