JavaScript 中的矩阵变换:手写 `lookAt` 与透视投影(Perspective Projection)矩阵

JavaScript 中的矩阵变换:手写 lookAt 与透视投影(Perspective Projection)矩阵 大家好,今天我们来深入探讨计算机图形学中两个非常核心的变换操作:视角定位(Look At) 和 透视投影(Perspective Projection)。这两个变换是构建3D场景渲染管线的基础环节,尤其在使用 WebGL、Three.js 或者自定义渲染引擎时必不可少。 我们将从零开始,用纯 JavaScript 实现这两个矩阵的计算逻辑,并通过代码演示它们如何组合起来将世界坐标系中的点映射到屏幕空间。整个过程不依赖任何第三方库(除了必要的数学辅助函数),确保你真正理解底层原理。 一、为什么要自己实现这些矩阵? 虽然像 Three.js 这样的框架已经封装好了 lookAt 和 perspective 方法,但如果你想要: 更好地理解摄像机是如何工作的; 自定义渲染流程(比如做游戏引擎、可视化工具); 在没有高级 API 的环境中(如原生 WebGL)进行开发; 那么亲手写一遍这些矩阵是非常值得的投资。这不仅能提升你的线性代数能力,还能让你在调试问题时更加自信——你知 …