kosmos89

Интегрировать надо. Дважды. А не брать среднее арифметическое.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Численное_интегрирование
Причем вектор ускорения надо не забывать трансформировать с учетом ориентации устройства, которую можно узнать, аналогичным образом проинтегрировав угловые ускорения. И не надо забывать про накапливаемую ошибку. В общем, это настоящая Инерциальная Навигационная Система.

Шейдер сам проецирует

Шейдер же ты пишешь, как он может сам что-то делать? Это блок растеризации их "проецирует".
Процесс таков: на выходе вершинного шейдера получаются трехмерные гомогенные координаты вершин. Аппаратный растеризатор берет эти вершины, делит x,y,z на w и рисует только те, которые попадают в куб (-1,-1,-1)-(1,1,1) (на самом деле тут еще надо учесть треугольники, находящиеся частично за пределами экрана). При этом координаты x и y определяют координаты результирующего пикселя на экране.

Матрица проекции должна быть построена таким образом, чтобы в координату w записывалось значение как-то связанное с z.
Подробнее можно узнать тут