CG用語集トップ > 第1章 基礎・座標・色・ディジタル画像

投影変換

投影変換は、カメラ座標系で表された3次元データを、投影面上に表示できる形へ変換する処理である。透視投影平行投影の考え方と関係し、3D空間の物体を2D画面に写す段階を担当する。ビューイングパイプラインでは、視野変換の後、ビューポート変換の前に位置づく。

モデルから表示までの変換(ビューイングパイプライン)

3次元CGでは、物体をそのまま画面に表示することはできない。カメラから見た位置に変換された頂点を、投影面上の点として計算する必要がある。この変換が投影変換である。透視投影では遠くのものほど小さく見えるように変換し、平行投影では距離による大きさの変化を起こさない。投影変換で得られるのは、画面上に表示するための位置情報であり、色や明るさを決める処理とは別である。

CG制作では、カメラから見た構図や遠近感を決める基礎になる。遠近感を強めたい場合は透視投影、形や寸法を確認したい場合は平行投影の考え方が重要になる。

ゲーム開発では、カメラ行列やプロジェクション行列として実装に現れる。投影変換の設定が不適切だと、物体が歪んで見えたり、画角や奥行きの印象が意図とずれたりする。

DirectXやOpenGLでは、投影変換はプロジェクション行列として扱われることが多い。近クリップ面・遠クリップ面・画角などの設定は、最終的な見え方に直接影響する。

投影変換は、3Dから2D表示へ移るための変換である。視野変換はワールド座標系からカメラ座標系への変換、ビューポート変換は投影後の図を画面上の表示領域へ割り当てる変換であり、役割を分けて覚える。

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