将3d对象中心坐标转换为2d可见视口坐标

Question

我在Iphone OpenGL中加载了一个wavefront对象。

它可以围绕x / y轴旋转，平移，放大/缩小。

我的任务是 - 当点击对象时，在屏幕上突出显示它的2d中心坐标，例如:(想象一下+位于可见对象的中心。）

加载OpenGL对象时，我存储它：

1. 世界中的对象中心位置，
2. x，y，z位置偏移，
3. x，y，z rotation，
4. 缩放比例。

当用户点击屏幕时，我可以区分哪个对象被点击。但是 - 因为用户可以点击对象上的任何位置 - 点击点不是中心。

当用户触摸某个物体时，我希望能够找到相应的物体可见近似中心坐标。

我该怎么做？

我能找到的google中的大多数代码都意味着 - 将3d坐标转换为2d但没有旋转。

代码中的一些变量：

Vertex3D centerPosition;  
Vertex3D currentPosition;
Rotation3D currentRotation;

//centerPosition.x,  centerPosition.y, centerPosition.z
//currentPosition.x,  currentPosition.y, currentPosition.z
//currentRotation.x,  currentRotation.y, currentRotation.z

提前谢谢你。

（找出我点击的对象 - 以不同颜色重新着色每个对象，因此我知道用户点击了什么颜色。）

对象drawSelf函数：

// Save the current transformation by pushing it on the stack
glPushMatrix();

// Load the identity matrix to restore to origin
glLoadIdentity();

// Translate to the current position
glTranslatef(currentPosition.x, currentPosition.y, currentPosition.z);

// Rotate to the current rotation
glRotatef(currentRotation.x, 1.0, 0.0, 0.0);
glRotatef(currentRotation.y, 0.0, 1.0, 0.0);
glRotatef(currentRotation.z, 0.0, 0.0, 1.0);


// Enable and load the vertex array
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, vertices);
glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, vertexNormals);
// Loop through each group

if (textureCoords != NULL)
{
    glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
    glTexCoordPointer(valuesPerCoord, GL_FLOAT, 0, textureCoords);
}
for (OpenGLWaveFrontGroup *group in groups)
{
    if (textureCoords != NULL && group.material.texture != nil)
        [group.material.texture bind];
    // Set color and materials based on group's material
    Color3D ambient = group.material.ambient;
    glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT, (const GLfloat *)&ambient);

    Color3D diffuse = group.material.diffuse;
    glColor4f(diffuse.red, diffuse.green, diffuse.blue, diffuse.alpha);
    glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE,  (const GLfloat *)&diffuse);

    Color3D specular = group.material.specular;
    glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, (const GLfloat *)&specular);

    glMaterialf(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, group.material.shininess);

    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3*group.numberOfFaces, GL_UNSIGNED_SHORT, &(group.faces[0]));
}
if (textureCoords != NULL)
    glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
// Restore the current transformation by popping it off
glPopMatrix();

Answer 1

好吧，正如我所说，你需要将相同的变换应用到对象中心，这些变换由图形管道应用于对象的顶点;只有这一次，图形管道不会帮助你 - 你必须自己做。它涉及一些矩阵计算，所以我建议得到一个像the OpenGL Maths library这样的好的数学库，它具有功能名称等与OpenGL极其相似的优点。

步骤1：将中心形状对象坐标转换为模型视图坐标

在您的代码中，您可以像下面这样设置4x4模型视图矩阵：

// Load the identity matrix to restore to origin
glLoadIdentity();

// Translate to the current position
glTranslatef(currentPosition.x, currentPosition.y, currentPosition.z);

// Rotate to the current rotation
glRotatef(currentRotation.x, 1.0, 0.0, 0.0);
glRotatef(currentRotation.y, 0.0, 1.0, 0.0);
glRotatef(currentRotation.z, 0.0, 0.0, 1.0);

你需要将该矩阵与对象中心相乘，而OpenGL对此没有帮助，因为它本身不是数学库。如果你使用glm，有一些函数，如rotate（），translate（）等功能类似于glRotatef（）＆amp; glTranslatef（），您可以使用它们来构建模型视图矩阵。此外，由于矩阵是4x4，你必须将1.f作为第四个组件附加到对象中心（称为“w-component”），否则你不能将它与4x4矩阵相乘。

或者，您可以直接从OpenGl查询模型视图矩阵的当前值：

GLfloat matrix[16]; 
glGetFloatv (GL_MODELVIEW_MATRIX, matrix);

但是你必须为乘法编写自己的代码...

第2步：从modelview坐标转到剪辑坐标

从您发布的内容来看，我无法判断您是否更改了投影矩阵（某处是否存在glMatrixMode（GL_PROJECTION）？） - 如果您从未触摸投影矩阵，则可以省略此步骤;否则你现在需要将变换后的物体中心与投影矩阵相乘。

第3步：透视划分

将对象中心的所有4个分量除以第4个 - 然后扔掉第4个分量，只保留xyz。 如果省略了第2步，则也可以省略除法。

第4步：将对象中心坐标映射到窗口坐标

现在，对象中心在标准化设备坐标中定义，x＆amp; y分量在[-1.f，1.f]范围内。最后一步是将它们映射到视口，即映射到像素位置。无论如何，z分量并不重要，所以让我们忽略z并调用x＆amp; y分别是obj_x和obj_y。

应使用glViewport( viewport_x, viewport_y, width, height )在代码中的某处设置视口尺寸。从函数参数中，您可以像这样计算中心的像素位置：

pixel_x = width/2 * obj_x + viewport_x + width/2;
pixel_y = height/2 * obj_y + viewport_y + height/2; 

基本上就是这样。