在点击时绘制光线投射线的问题

Question

我上周左右一直致力于将屏幕转换为世界坐标（之前但无关的问题：Depth Component of Converting from Window -> World Coordinates）。

自从那篇帖子以来，我在简化代码方面取得了很多进展，但现在我正在采用光线投射方法进行对象选择，更具体地说，首先通过绘制一条直线来显示光线（它已被绘制但是没有正确的坐标。）

（这4行显示点击方块的每个角落+相机已旋转以更好地查看线条时会发生什么。）

代码：

顶点着色器：

#version 330

layout(location = 0) in vec4 position;
layout(location = 1) in vec4 rcolor;

smooth out vec4 theColor;

uniform vec4 color;
uniform mat4 pv;

void main() {
  gl_Position = pv * position;
  theColor = color;
}

^其中pv是投影矩阵和＆amp;的组合。视图矩阵。 Camera类的相关代码：

Camera::Camera()
{
  camPos = glm::vec3(0.0f, 5.0f, 1.0f);
  camLook = glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f);

  fovy = 90.0f;
  aspect = 1.0f;
  near = 0.1f;
  far = 100.0f;
}

glm::mat4 Camera::projectionMatrix()
{
  return glm::perspective(fovy, aspect, near, far);
}

glm::mat4 Camera::viewMatrix()
{
  return glm::lookAt(
    camPos,
    camLook,
    glm::vec3(0, 1, 0)
  );
}

glm::mat4 Camera::projectionViewMatrix()
{
  return projectionMatrix() * viewMatrix();
}

点击后我初始化一个Ray对象：

void initializeRay(int x, int y)
{
  Ray rayObj(
    camera.getWorldNear(x, y),
    camera.getWorldFar(x, y)
  );
  rays.push_back(rayObj);
}

（来自Camera类的相关功能） - 可能是问题所在

glm::vec3 Camera::getWorldNear(int x, int y)
{
  GLint viewport[4];
  glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);

  glm::vec3 worldNear = glm::unProject(
    glm::vec3(x, viewport[3] - y, near),
    viewMatrix(),
    projectionMatrix(),
    glm::vec4(0.0f, 0.0f, viewport[2], viewport[3])
  );

  printf("near: (%f, %f, %f)\n", worldNear.x, worldNear.y, worldNear.z);

  return worldNear;
}

glm::vec3 Camera::getWorldFar(int x, int y)
{
  GLint viewport[4];
  glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);

  glm::vec3 worldFar = glm::unProject(
    glm::vec3(x, viewport[3] - y, far),
    viewMatrix(),
    projectionMatrix(),
    glm::vec4(0.0f, 0.0f, viewport[2], viewport[3])
  );

  printf("far: (%f, %f, %f)\n", worldFar.x, worldFar.y, worldFar.z);

  return worldFar;
}

并构建对象....

Ray::Ray(glm::vec3 worldNear, glm::vec3 worldFar)
{
  float temp[] = {
    worldNear.x, worldNear.y, worldNear.z,
    worldFar.x, worldFar.y, worldFar.z,
  };

  vertexData.resize(6);
  for (x = 0; x < 6; x++)
    vertexData[x] = temp[x];

  glGenBuffers(1, &vbo);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertexData.size() * sizeof(float), &vertexData[0], GL_STATIC_DRAW);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
}

每次调用显示功能时，都会绘制所有光线：

void drawRays()
{
  for (int x = 0; x < rays.size(); x++) {
    glEnableVertexAttribArray(0);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, rays[x].vbo);

    glVertexAttribPointer(
      0,
      2,
      GL_FLOAT,
      GL_FALSE,
      0,
      (void*)0
    );

    glUniform4f(colorUniform, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);

    glDrawArrays(GL_LINES, 0, 2);

    glDisableVertexAttribArray(0);
  }
}

我最初的想法是我以错误的方式使用glm::unProject函数，但我也尝试将光线的起点和终点位置更改为camPos＆amp; camLook（相机位置和相机看位置）没有任何运气（再次，光线似乎都聚集在广场的顶部）。

修改

我还创建了一个获取光线方向的函数，但目前我的代码中仍未使用该函数：

glm::vec3 Camera::getRay(int x, int y)
{
  glm::vec3 worldNear = glm::unProject(
    glm::vec3(x, screenHeight - y, near),
    viewMatrix(),
    projectionMatrix(),
    glm::vec4(0.0f, 0.0f, screenWidth, screenHeight)
  );

  glm::vec3 worldFar = glm::unProject(
    glm::vec3(x, screenHeight - y, far),
    viewMatrix(),
    projectionMatrix(),
    glm::vec4(0.0f, 0.0f, screenWidth, screenHeight)
  );

  glm::vec3 direction = worldFar - worldNear;
  direction - glm::normalize(direction);

  printf("(%f, %f, %f)\n", direction.x, direction.y, direction.z);
  return direction;
}

Answer 1

要绝对清楚，这些光线在哪里可视化应该来源？我想你正在点击 window-space 中的某个任意位置，并希望光线从那里开始？

glm::UnProject (...)需要窗口空间中的坐标，但实际上您提供 和 远 目前在 view-space 中定义。很容易忘记转换到窗口空间由视口定义（NDC _x，y - ＆gt; Win _{x ，y} ） 和 也是深度范围（NDC _z - ＆gt; Win _{z ）。}

您的近处和远处飞机位置经历多次变换：

开始时：

near = 0.1 且far = 100.0 （查看空间）

投影和透视分割后：

near = -1.0 且far = 1.0 （NDC空间）

最后，在视口转换 ^* ：

之后

near = 0.0 且far = 1.0 （窗口空间）

^{* GL使用的 默认 深度范围为[ 0.0 ， 1.0 ]}

这意味着在投影和视口转换后，近平面 0.0 ，远平面 1.0 。