gluUnProject在某些条件下返回不准确的z坐标

Question

我在使用gluUnProject时遇到了一些麻烦，因为我正在检索一个不准确的Z坐标。

所涉及的程序本质上是一个3d查看器。我实现了一个小功能，允许用户点击加载的模型并检索两点之间的距离。

这是代码：

//  Declare variables for viewport, modelview and projection matrix
int viewport[] = new int[4];
float modelview[] = new float[16];
float projection[] = new float[16];
//  GL y-coordinate position
int realY;
//  Returned [wx, wy, wz, 1] coordinates
float worldCoordinates[] = new float[4];

gl2.glGetIntegerv(GL2.GL_VIEWPORT, viewport, 0);
gl2.glGetFloatv(GL2.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview, 0);
gl2.glGetFloatv(GL2.GL_PROJECTION_MATRIX, projection, 0);

//  Retrive the Y coordinate, note viewport[3] is height of window in pixels
realY = viewport[3] - click.y - 1;

//  Allocate a buffer to store the result
FloatBuffer fb = FloatBuffer.allocate(1);

//  Retrieve the Z coordinate, read a block of pixels from the frame buffer
gl2.glReadPixels(click.x, realY, 1, 1, GL2.GL_DEPTH_COMPONENT, GL2.GL_FLOAT, fb);

System.out.println("Depth: "+fb.get(0));

//  Avoid centering if the click is on nothing
if (fb.get(0) == 1.0f) {
    return null;
}
//  Map window coordinates to object coordinates, retrieve the world coordinates
glu.gluUnProject(click.x, realY, fb.get(0), modelview, 0, projection, 0,
            viewport, 0, worldCoordinates, 0);

当我测量垂直于用户的表面上的两个点之间的距离时，一切正常。如果我们对3轴系统进行成像，z指向用户，y指向顶部，两个点位于XY平面上。无论Z周围有什么旋转，它都能正常工作。

例如，在这里我创建了一个小方形平面，两个点的高度相同（一个被标签遮挡）：

世界坐标P1：（0.019062456,0.03357359,0.08333321,1）

世界坐标P2：（0.025983132,0.028048635,0.08333321,1）

但如果我在整个X轴上旋转整个场景，则检索到的Z坐标会改变：

X和Y坐标无关紧要，重要的是Z一个。它不再是0.08333321。

世界坐标P1：（0.026863147,0.027185505,0.0831252,1）

世界坐标P2：（0.020072304,0.034560144,0.08312501,1）

此外，在全局X上旋转之后，缩放也会影响点的Z坐标。

Ps：我正在使用JOGL。通过放大/缩小glOrtho平行六面体来执行放大和缩小。 glReadPixels生成的Z深度，fb.get（0），包含在[0,1]中。

我哪里错了？

Answer 1

您是否希望看到飞机上点的确切坐标？你不会这样做。

渲染正方形时，坐标转换为3D，并对图元进行光栅化（即转换为2D和插值），生成屏幕X，Y和（通常）24位深度值。这是相当精确的损失（并且它甚至不是线性的），所以如果你读它并反转变换，你只能获得原始值的近似值。

如果您的多边形恰好垂直于视图方向，则插值将至少在整个曲面上给出一致的z值（因为所有变换的Z值都相同），尽管它不一定是< em>正确 z值。因此，深度的任何变化都会导致误差发生变化，如果您的平面不垂直，它甚至会在多边形上保持一致。

深度基本上足以在没有太多错误的情况下进行绘制（即便如此，并非总是如此），但不能用于重建精确几何体。

如果想要更好的结果，可以使用着色器将实际模型空间X，Y，Z光栅化为（浮点）FBO，并将其读回。或者，在光线中将光线与几何体相交。