透视投影

我们观察真实世界会发现一种现象，就是同一个物体离得近的时候看着大，离得远的时候看着就变小了，这种现象叫做透视。为了在计算机中模拟透视现象，需要在把场景中的物体在渲染是进行透视投影。

我们先举个投影仪的例子：假设从上图的相机位置放置一台投影仪，从投影仪的发射出呈棱锥体分布的光线。首先光线打在图中标示为模型物体上，然后按照数学和物理规律肯定会投影在图中标示为远平面的画布上。按照透视原理，原平面上会呈现一个放大版的模型的轮廓。这个过程我们成为透视投影。

而3D程序中的透视投影其实是反过来的过程，不是把物体投影在物体之后的远平面上，而是反向投影在物体之前的近平面上（如上图中标示的那个平面）。这个过程也是相机拍照成像的过程，通俗地说就是把世界中的物体投影在相机的感光元件上。

如上图中所示，远平面和近平面以及四棱锥的四条棱构成的形体称为视锥体。视锥体之间的物体会投影到近平面，最终渲染成画面。

能进行透视投影的相机称为透视相机，透视相机的3个主要属性是：

●Near（近平面）：表示近平面与相机距离的数值，有时候也简称为近平面

●Far（远平面）：表示远平面与相机距离的数值，有时候也简称为远平面

●Fov：表示视锥体的开角角度（就是视锥体对应的四棱锥的那个尖尖的展开角度）

从上文描述的原理我们也可以推断出：与相机距离小于近平面（上文说到近平面是Near这个数值的简称）和大于远平面的物体都将不可见，因为无法投影到近平面上。而Fov越大，能看到的物体就越多，类似于摄影中的广角镜头。