Question

我需要在3D环境中实现“选择对象”。因此，我决定采用简单的方法，而不是采用强大，准确的方法，例如光线投射。首先，我将对象世界位置转换为屏幕坐标：

glm::mat4 modelView, projection, accum;
glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, (GLfloat*)&projection);
glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, (GLfloat*)&modelView);
accum = projection * modelView;
glm::mat4 transformed = accum * glm::vec4(objectLocation, 1);

接下来是一些简单的代码，将opengl坐标系转换为普通窗口坐标，并与鼠标检查做一个简单的距离。但是不太有效。为了从世界空间转换到屏幕空间，我需要在上面显示的函数末尾添加一个计算：

transformed.x /= transformed.z;
transformed.y /= transformed.z;

我不明白我为什么要这样做。我的印象是，一旦你的顶点乘以累积的modelViewProjection矩阵，你就得到了你的屏幕坐标。但我必须除以Z才能让它正常工作。在我的openGL 3.3着色器中，我永远不必除以Z.为什么会这样？

编辑：从opengl坐标系转换为屏幕坐标的代码如下：

int screenX = (int)((trans.x + 1.f)*640.f); //640 = 1280/2
int screenY = (int)((-trans.y + 1.f)*360.f); //360 = 720/2

然后我通过执行以下操作测试鼠标是否接近该点：

float length = glm::distance(glm::vec2(screenX, screenY), glm::vec2(mouseX, mouseY));
if(length < 50) {//you can guess the rest

编辑＃2
在鼠标单击事件时调用此方法：

glm::mat4 modelView;
glm::mat4 projection;
glm::mat4 accum;
glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, (GLfloat*)&projection);
glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, (GLfloat*)&modelView);
accum = projection * modelView;
float nearestDistance = 1000.f;
gameObject* nearest = NULL;
for(uint i = 0; i < objects.size(); i++) {
    gameObject* o = objects[i];
    o->selected = false;
    glm::vec4 trans = accum * glm::vec4(o->location,1);
    trans.x /= trans.z;
    trans.y /= trans.z;
    int clipX = (int)((trans.x+1.f)*640.f);
    int clipY = (int)((-trans.y+1.f)*360.f);
    float length = glm::distance(glm::vec2(clipX,clipY), glm::vec2(mouseX, mouseY));
    if(length<50) {
        nearestDistance = trans.z;
        nearest = o;
    }
}
if(nearest) {
    nearest->selected = true;
}

mouseRightPressed = true;

整个代码不完整，但与我的问题相关的部分工作正常。 'objects'向量只包含一个用于我的测试的元素，因此循环根本不会妨碍。

Answer 1

Z分频步骤有效地应用了透视变换。没有它，你就有了一个iso视图。想象一下两个视空间顶点：A(-1,0,1)和B(-1,0,100)。

没有除以Z步，屏幕坐标等于(-1,0)。

使用除以Z，它们是不同的：A(-1,0)和B(-0.01,0)。因此，远离视空间原点（相机）的东西在屏幕空间中比距离更近的东西更小。 IE，透视。

那说：如果您的投影矩阵（和矩阵乘法码）是正确的，那么这应该已经发生，因为投影矩阵将包含1/Z缩放组件来执行此操作。所以，有些问题：

你真的在使用投影变换的输出，还是只使用视图变换？
您是在像素/片段着色器中执行此操作吗？屏幕坐标有标准化（-1，-1）到（+ 1，+ 1），而不是像素坐标，原点位于视口的中间。通常在这种情况下，您除以.w而不是.z来获得有用的东西。
如果您在CPU上执行此操作，如何将此信息反馈给主机？

Answer 2

我已经弄清楚了。正如David Lively先生指出的那样，

通常在这种情况下，您除以.w而不是.z来获得有用的东西。

我的.w值非常接近我的.z值，所以在我的代码中我更改了语句：

transformed.x /= transformed.z;
transformed.y /= transformed.z;

为：

transformed.x /= transformed.w;
transformed.y /= transformed.w;

它仍然像以前一样工作。

https://stackoverflow.com/a/10354368/2159051解释说，w的划分将在管道中稍后完成。显然，因为我的代码只是将矩阵相乘，所以没有'后来的管道'。从某种意义上说，我只是变得幸运，因为我的.z值非常接近我的.w值，因此有一种错觉认为它正在发挥作用。

为什么我必须除以Z？

2 个答案: