Question

我想将3d位置转换为2d屏幕位置。我看了一个类似的问题：Projecting a 3D point to a 2D screen coordinate，但我完全不明白。我想为了计算2d位置我需要投影矩阵，但我不知道如何使用它，除了将点转换为位置坐标空间。另外，cam.FieldOfView在OpenGL中等于farZ吗？

有人可以帮我完成这个功能。参数是否足以计算2d位置？ Pos已经是相对于相机位置的矢量。

       Vector2* convert(Vector3& pos, Matrix4& projectionMatrix, int screenWidth, int screenHeight)
       {
            float ratio = screenWidth / screenHeight; 

            ...

            screenX = screenWidth * ( 1.0f - screenX); 
            screenY = screenHeight * ( 1.0f - screenY);    

            return new Vector2(screenX, screenY); 
       }

Answer 1

在我看来会是这样的：

    Vector2 Convert(Vector3 pos, const Matrix& viewMatrix, const Matrix& projectionMatrix, int screenWidth, int screenHeight)
    {
        pos = Vector3::Transform(pos, viewMatrix);
        pos = Vector3::Transform(pos, projectionMatrix);

        pos.X = screenWidth*(pos.X + 1.0)/2.0;
        pos.Y = screenHeight * (1.0 - ((pos.Y + 1.0) / 2.0));

        return Vector2(pos.X, pos.Y);
    }

我们在这里做的只是通过两个转换矩阵传递Vector：视图，然后是投影。在投影之后，你得到一个Y和X在-1和1之间的向量。我们进行适当的变换以获得真实的像素坐标并返回一个新的Vector2。请注意，'pos'的Z分量也会在屏幕空间中存储该点的深度。

您需要'view'矩阵，因为它定义了相机的位置和旋转位置。投影仅定义3D空间在2D空间上“展平”的方式。

视野不是farZ。投影矩阵有一些参数，其中包括：

视野，FOV，即水平视角，以弧度为单位;
远平面或farZ：这定义了一个点离相机的最大距离;
近平面，靠近Z：点可以离相机的最小距离。

除了数学问题，您可以直接使用Vector2而不是堆分配（返回指针）。 Vector2是一个轻量级结构，指针很可能在这种情况下引起头痛（你要删除它的位置，依此类推）。还要注意我使用'const'引用，因为除了vector之外我们不修改它们。对于这个我们想要一个本地副本，这就是为什么它根本不是一个参考。

Answer 2

以前的代码仅在您不进行任何轮换时才有效（例如。GL.Rotate(rotation_x, 1.0, 0.0, 0.0)）。但如果你这里做的是代码：

private Vector2 Convert(Vector3 pos, Matrix4 viewMatrix, Matrix4 projectionMatrix, int screenWidth, int screenHeight)
{
    pos = Vector3.Transform(pos, viewMatrix);
    pos = Vector3.Transform(pos, projectionMatrix);
    pos.X /= pos.Z;
    pos.Y /= pos.Z;
    pos.X = (pos.X + 1) * screenWidth / 2;
    pos.Y = (pos.Y + 1) * screenHeight / 2;

    return new Vector2(pos.X, pos.Y);
}

Answer 3

我认为您正在寻找的是gluLookAt的替代品。给定位置和方向，它将场景几何转换为屏幕坐标以进行渲染。正如文章所说，它依赖于OpenGL的许多不赞成使用的功能，但它确实提供了一个可以使用矢量/矩阵库实现的代码示例。有关投影矩阵的更多详细信息，请参见here。

一旦你有了投影矩阵，你只需将它应用到矢量（通过投影矩阵对场景的矢量进行后乘），然后只删除结果矢量的Z分量......也就是说，只需使用X和结果向量的Y分量。

将3d位置转换为2d屏幕位置

3 个答案: