嘿，这个问题问到点子上了！这背后全靠透视校正插值（Perspective-Correct Interpolation）——OpenGL在光栅化阶段默默帮我们搞定了这件事，不然纹理会歪得没法看。

为什么直接线性插值行不通？ #

先想想如果没有校正会发生什么：当你的四边形被投影成梯形后，屏幕上的像素是2D的，但每个像素对应3D空间里不同深度的点。如果直接在屏幕空间线性插值纹理坐标，靠近相机的底边（实际3D跨度更大）的纹理会被压缩，而远处的顶边会被拉伸，完全不符合人眼的透视感知。

举个直观的例子：3D里靠近相机的底边宽2米，对应屏幕200像素；顶边宽1米，对应屏幕100像素。直接线性插值的话，屏幕中间的像素纹理坐标是线性过渡，但实际3D中间位置宽度是1.5米，这样纹理在中间就会被拉伸，完全不对。

OpenGL的解决思路：基于1/w的插值 #

OpenGL的核心解法是不对原始纹理坐标做线性插值，而是先把纹理坐标和顶点的齐次坐标w分量绑定，再基于1/w来插值，步骤大概是这样：

• 顶点经过MVP变换后，会得到齐次坐标(x, y, z, w)。在透视投影下，w值和顶点到相机的深度成反比（简单说，越靠近相机，w越大）。
• 光栅化阶段，OpenGL会对u/w、v/w以及1/w这三个值分别做屏幕空间的线性插值。
• 到了每个像素（片元）阶段，再用(u/w) / (1/w)和(v/w) / (1/w)还原出正确的纹理坐标。

这样一来，靠近相机的区域（w更大），1/w更小，相当于给纹理坐标做了“放大”修正，让纹理在底边看起来更大；远处的区域则相反，自动实现了符合透视的纹理缩放。

可编程管线里的细节 #

在固定管线时代，这一切都是自动完成的，你根本不用管。到了GLSL可编程管线，其实也不需要手动处理——只要你在顶点着色器输出纹理坐标，光栅化阶段会自动按透视校正规则插值。

不过如果想手动实现（比如做一些自定义的纹理映射），也可以这么写：

// 顶点着色器
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec2 aTexCoord;

out vec2 TexCoord;
out float invW;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main() {
    vec4 clipSpacePos = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);
    gl_Position = clipSpacePos;
    
    // 将纹理坐标和w绑定，同时计算1/w
    TexCoord = aTexCoord / clipSpacePos.w;
    invW = 1.0 / clipSpacePos.w;
}

// 片元着色器
#version 330 core
out vec4 FragColor;

in vec2 TexCoord;
in float invW;
uniform sampler2D texture1;

void main() {
    // 还原正确的纹理坐标
    vec2 correctedTexCoord = TexCoord * invW;
    FragColor = texture(texture1, correctedTexCoord);
}

当然，现在的驱动已经自动优化了这个过程，所以很少需要手动写这段代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Steven2163712