Question

我正在寻找一种更好的方法（或者说最好的方法）将像素坐标从任意相机传输到相应的光线方向位置/方向。

我目前的方法如下。我将“相机”定义为位置矢量，外观矢量和向上矢量，这样命名。（请注意，外观向量是摄像机所面向的单位向量，而不是（position - lookat）方向，XNA的标准是Matrix.CreateLookAt）这三个向量可以唯一地定义摄像机位置。这是实际的代码（好吧，不是真正的，简化的抽象版本）（语言是HLSL）

float xPixelCoordShifted = (xPixelCoord / screenWidth * 2 - 1) * aspectRatio;
float yPixelCoordShifted = yPixelCoord / screenHeight * 2 - 1;
float3 right = cross(lookat, up);
float3 actualUp = cross(right, lookat);
float3 rightShift = mul(right, xPixelCoordShifted);
float3 upShift = mul(actualUp, yPixelCoordShifted);
return normalize(lookat + rightShift + upShift);

（返回值是光线的方向）

所以我要问的是 - 这是一个更好的方法，可能是使用矩阵等。这种方法的问题是，如果你的视角太宽，屏幕的边缘会变得有点像“径向拉伸”。

Answer 1

您可以在像素着色器中计算它（ray），HLSL代码：

float4x4 WorldViewProjMatrix; // World*View*Proj
float4x4 WorldViewProjMatrixInv; // (World*View*Proj)^(-1)

void VS( float4 vPos : POSITION,
     out float4 oPos : POSITION,
     out float4 pos  : TEXCOORD0 )
{
    oPos = mul(vPos, WorldViewProjMatrix);
    pos = oPos;
}

float4 PS( float4 pos : TEXCOORD0 )
{
    float4 posWS = mul(pos, WorldViewProjMatrixInv);
    float3 ray = posWS.xyz / posWS.w;

    return float4(0, 0, 0, 1);
}

有关相机位置和方向的信息位于View矩阵（Matrix.CreateLookAt）。

从屏幕坐标计算光线方向矢量

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