Question

我一直想尝试将我的鼠标坐标转换为OpenGL场景中的3D空间坐标。

目前，我的预测有点混乱（我认为），当我在场景中移动时，它似乎并没有完全考虑我的“相机”。为了检查这一点，我划了一条线。

我的调整大小功能：

    void oglWidget::resizeGL(int width, int height)
    {
        if (height == 0) {
            height = 1;
        }
        pMatrix.setToIdentity();
        pMatrix.perspective(fov, (float) width / (float) height, -1, 1);
        glViewport(0, 0, width, height);
    }

我的渲染功能（paintGl（））如下：

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glPolygonMode( GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE );
QMatrix4x4 mMatrix;
QMatrix4x4 vMatrix;

QMatrix4x4 cameraTransformation;
cameraTransformation.rotate(alpha, 0, 1, 0);
cameraTransformation.rotate(beta, 1, 0, 0);

QVector3D cameraPosition = cameraTransformation * QVector3D(camX, camY, distance);
QVector3D cameraUpDirection = cameraTransformation * QVector3D(0, 1, 0);
vMatrix.lookAt(cameraPosition, QVector3D(camX, camY, 0), cameraUpDirection);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();    
gluLookAt(cameraPosition.x(), cameraPosition.y(), cameraPosition.z(), camX, camY, 0, cameraUpDirection.x(), cameraUpDirection.y(), cameraUpDirection.z());

shaderProgram.bind();
shaderProgram.setUniformValue("mvpMatrix", pMatrix * vMatrix * mMatrix);
shaderProgram.setUniformValue("texture", 0);


for (int x = 0; x < tileCount; x++)
{
    shaderProgram.setAttributeArray("vertex", tiles[x]->vertices.constData());
    shaderProgram.enableAttributeArray("vertex");
    shaderProgram.setAttributeArray("textureCoordinate", textureCoordinates.constData());
    shaderProgram.enableAttributeArray("textureCoordinate");
    glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, tiles[x]->image.width(), tiles[x]->image.height(), 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tiles[x]->image.bits());
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, tiles[x]->vertices.size());
}
shaderProgram.release();

创建我的Ray：

GLdouble modelViewMatrix[16];
GLdouble projectionMatrix[16];
GLint viewport[4];
GLfloat winX, winY, winZ;
glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelViewMatrix);
glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projectionMatrix);
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);

winX = (float)x;
winY = (float)viewport[3] - (float)y;
glReadPixels( winX, winY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, &winZ );

GLdouble nearPlaneLocation[3];
gluUnProject(winX, winY, 0, modelViewMatrix, projectionMatrix,
             viewport, &nearPlaneLocation[0], &nearPlaneLocation[1],
        &nearPlaneLocation[2]);

GLdouble farPlaneLocation[3];
gluUnProject(winX, winY, 1, modelViewMatrix, projectionMatrix,
             viewport, &farPlaneLocation[0], &farPlaneLocation[1],
        &farPlaneLocation[2]);

 QVector3D nearP = QVector3D(nearPlaneLocation[0], nearPlaneLocation[1],
            nearPlaneLocation[2]);
 QVector3D farP = QVector3D(farPlaneLocation[0], farPlaneLocation[1],
            farPlaneLocation[2]);

我觉得我正在使用冲突系统或其他东西。

我应该使用不同的变量来管理我的相机吗？我看到有关投影视图，模型视图等的讨论，但我不知道如何使用它并使用着色器程序。对于OpenGL，我仍然是新手。

所以澄清：我正在尝试将鼠标坐标转换为3D空间坐标。到目前为止，它似乎是半工作，它只是没有考虑到相机旋转。我确认我的问题与光线创建或坐标的不投影有关，而与我的实际光线拾取逻辑无关。

Answer 1

通过混合不同的功能组/级别，您看起来很像被绊倒。您有使用固定功能矩阵堆栈的一些方面。例如，在绘图功能中：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();    
gluLookAt(cameraPosition.x(), cameraPosition.y(), cameraPosition.z(), camX, camY, 0, cameraUpDirection.x(), cameraUpDirection.y(), cameraUpDirection.z());

或者在你的非投影功能中：

glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelViewMatrix);
glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projectionMatrix);

但在其他地方，你正在构建自己的矩阵，并将它们作为制服传递到着色器中：

vMatrix.lookAt(cameraPosition, QVector3D(camX, camY, 0), cameraUpDirection);
...
shaderProgram.setUniformValue("mvpMatrix", pMatrix * vMatrix * mMatrix);

这是实现相同功能的两种不同方式。但是你不能自由地混合和匹配它们的各个部分。如果你想保持清洁和可预测的东西，你应该选择一个，并坚持下去。由于第一个是不推荐使用的遗留功能，我建议您坚持使用构建自己的矩阵，并使用着色器代码中定义的制服。

作为一个例子来说明为什么你当前的功能组合令人失望：你从glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, ...)的固定函数矩阵堆中获取当前投影矩阵。但至少在此处显示的代码中，您永远不会使用矩阵堆栈指定投影矩阵。所以这只是给你一个单位矩阵。就OpenGL而言，您作为制服传递给着色器程序的pMatrix矩阵完全不相关。

重写整个代码对于这个答案来说会有点多，所以这里只是关键部分的指针：

删除所有引用矩阵堆栈的调用。其中包括glMatrixMode()，glLoadIdentity()，gluLookAt()以及glGetDoublev()调用以获取当前矩阵的调用。
为所有渲染使用着色器（如果您还没有），并在GLSL代码中定义所需的所有矩阵作为制服。
使用您自己的代码或广泛使用的矩阵/矢量库之一自行计算和管理矩阵。
将这些矩阵作为制服传递给着色器。

现在，对于取消投影，您似乎已经拥有了模型，视图和投影矩阵（pMatrix，vMatrix，mMatrix）。因此，不需要任何glGet*()调用来从OpenGL中检索它们。将vMatrix与mMatrix相乘得到modelViewMatrix，并直接使用pMatrix作为传递给gluUnProject()的投影矩阵。

严格来说，我也会考虑不推荐使用GLU。但如果你仍然习惯使用gluUnProject()，那么现在可能最容易。否则，常用的矩阵库可能会有它的实现。或者，如果您不害怕弄脏手，如果您查找解释基础计算的一些规范/文档，则不应该难以实施。

Answer 2

在这里，我认为我遇到了一系列问题。

我应该使用-1代表我的近平面，而不是0
我的矩阵有不同的数据类型（特别是QT），这使我无法直接将它们插入到unproject函数中。

我通过以下方式解决了这些问题：

我安装了GLM library来规范化我的数据类型
我自己进行了矩阵计算
- 所以我将矩阵拉入我的光线创建函数，然后将逆视图矩阵乘以逆模型矩阵，然后乘以逆投影矩阵。
- 然后将该值乘以屏幕坐标的2个不同矢量（必须在NDC空间中）。一个z为-1，另一个对应于窗口空间的近和远平面。最后，那些向量也必须具有1的“w”值，因此矩阵*向量的结果计算可以除以其自身的最后一个点。

我在这里打开了一系列问题，因为我最初的光线拾取问题导致我的代码中出现了一系列错误。如果有人遇到过这里发布的问题，可能值得查看我打开的其他问题，因为我的所有问题都源于投影问题：

In here，我了解到我实际上需要某种形式的计算来创建光线。
In here，我了解到unProject没有用，因为我试图使用OpenGL函数拉出模型并查看矩阵，但我从来没有真正设置它们，因为我手工构建了矩阵。我在2折中解决了这个问题：我手动完成了数学运算，并且我制作了相同数据类型的所有矩阵（它们之前是混合数据类型，也导致了问题）。
And lastly, in here，我了解到我的操作顺序略有偏离（需要将矩阵乘以向量，而不是反向），我的近平面需要为-1，而不是0，最后一个将与矩阵相乘的向量值（值“w”）需要为1.

由于我的问题延长了很长一段时间，并且提出了几个问题，所以我非常感谢一些帮助我的人：

srobins of facepunch，this thread
derhass from here，in this question和此discussion

协调转换和预测问题

2 个答案: