实现光线拾取

如果可以的话,可以通过鼠标指针计算眼睛的光线并将其与模型相交,从而在CPU上进行拾取。

如果这不是一个选项,我会去一些类型的ID渲染。为每个要拾取的对象指定一种唯一颜色,用这些颜色渲染对象,最后从鼠标指针下的帧缓冲区中读取颜色。

编辑: 如果问题是如何从鼠标坐标构造光线,则需要以下内容:投影矩阵 磷 以及摄像机变换 C . 如果鼠标指针的坐标是 (x,y) 视窗的大小是 (宽、高) 剪辑空间中沿光线的一个位置是:

mouse_clip = [
  float(x) * 2 / float(width) - 1,
  1 - float(y) * 2 / float(height),
  0,
  1]

(注意,我翻转了y轴,因为鼠标坐标的原点通常位于左上角)

以下也是正确的:

mouse_clip = P * C * mouse_worldspace

它给出:

mouse_worldspace = inverse(C) * inverse(P) * mouse_clip

我们现在有:

p = C.position(); //origin of camera in worldspace
n = normalize(mouse_worldspace - p); //unit vector from p through mouse pos in worldspace

这是观景台:

首先,您需要确定鼠标单击在近平面上的位置:

1. 将窗口坐标(0..640,0..480)重新缩放到[-1,1],左下角为(-1,-1),右上角为(1,1)。
2. 通过将缩放坐标乘以我所称的“unview”矩阵来“撤消”投影: unview = (P * M).inverse() = M.inverse() * P.inverse() ,其中 M 是模型视图矩阵和 P 是投影矩阵。

然后确定相机在世界空间中的位置,并绘制一条光线,从相机开始,穿过在近平面上找到的点。

摄像机在 M.inverse().col(4) ,即逆模型视图矩阵的最后一列。

最终伪码:

normalised_x = 2 * mouse_x / win_width - 1
normalised_y = 1 - 2 * mouse_y / win_height
// note the y pos is inverted, so +y is at the top of the screen

unviewMat = (projectionMat * modelViewMat).inverse()

near_point = unviewMat * Vec(normalised_x, normalised_y, 0, 1)
camera_pos = ray_origin = modelViewMat.inverse().col(4)
ray_dir = near_point - camera_pos

很简单,这背后的理论总是一样的

1)将二维坐标的两倍取消投影到三维空间上。(每个api都有自己的函数,但如果需要,可以实现自己的函数)。一个在最小z,一个在最大z。

2)利用这两个值计算从最小z到最大z的向量。

3)用矢量和一个点计算从最小z到最大z的光线

4)现在你有一条射线,用它你可以做一个射线三角形/射线平面/射线某物的交点,得到你的结果…

我很少有directx的经验,但我确信它与opengl类似。你想要的是一个令人沮丧的电话。

假设您有一个有效的z缓冲区,您可以使用以下命令在鼠标位置查询z缓冲区的内容:

// obtain the viewport, modelview matrix and projection matrix
// you may keep the viewport and projection matrices throughout the program if you don't change them
GLint viewport[4];
GLdouble modelview[16];
GLdouble projection[16];
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);
glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);
glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projection);

// obtain the Z position (not world coordinates but in range 0 - 1)
GLfloat z_cursor;
glReadPixels(x_cursor, y_cursor, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, &z_cursor);

// obtain the world coordinates
GLdouble x, y, z;
gluUnProject(x_cursor, y_cursor, z_cursor, modelview, projection, viewport, &x, &y, &z);

如果不想使用glu,还可以实现glunproject,也可以自己实现,它的功能相对简单,在 opengl.org

好吧,这个话题已经过时了,但它是我在这个话题上找到的最好的一个,它对我有点帮助,所以我将在这里为下面的人发帖;-)

这就是我不需要计算投影矩阵逆的方法:

void Application::leftButtonPress(u32 x, u32 y){
    GL::Viewport vp = GL::getViewport(); // just a call to glGet GL_VIEWPORT
vec3f p = vec3f::from(                        
        ((float)(vp.width - x) / (float)vp.width),
        ((float)y / (float)vp.height),
            1.);
    // alternatively vec3f p = vec3f::from(                        
    //      ((float)x / (float)vp.width),
    //      ((float)(vp.height - y) / (float)vp.height),
    //      1.);

    p *= vec3f::from(APP_FRUSTUM_WIDTH, APP_FRUSTUM_HEIGHT, 1.);
    p += vec3f::from(APP_FRUSTUM_LEFT, APP_FRUSTUM_BOTTOM, 0.);

    // now p elements are in (-1, 1)
    vec3f near = p * vec3f::from(APP_FRUSTUM_NEAR);
    vec3f far = p * vec3f::from(APP_FRUSTUM_FAR);

    // ray in world coordinates
    Ray ray = { _camera->getPos(), -(_camera->getBasis() * (far - near).normalize()) };

    _ray->set(ray.origin, ray.dir, 10000.); // this is a debugging vertex array to see the Ray on screen

    Node* node = _scene->collide(ray, Transform());
   cout << "node is : " << node << endl;
}

这假设是透视投影,但问题从一开始就不会出现在正交投影上。

我和普通的射线采摘也有同样的情况,但是出了点问题。我已经用正确的方法做了这项不受欢迎的手术,但它就是不起作用。我想,我犯了一些错误,但不知道在哪里。我的矩阵乘法,逆矩阵和向量的矩阵乘法都很好,我已经测试过了。 在我的代码中,我对wm lbuttondown做出了反应。因此lparam在一个双字中返回[y][x]坐标。我提取它们,然后转换为规范化空间,我已经检查过这个部分也可以正常工作。当我点击左下角时-我得到接近-1-1的值,其他3个角的值都很好。然后我使用linepoins.vtx数组进行调试,它甚至不接近实际。

unsigned int x_coord=lParam&0x0000ffff; //X RAW COORD
unsigned int y_coord=client_area.bottom-(lParam>>16); //Y RAW COORD

double xn=((double)x_coord/client_area.right)*2-1; //X [-1 +1]
double yn=1-((double)y_coord/client_area.bottom)*2;//Y [-1 +1]

_declspec(align(16))gl_vec4 pt_eye(xn,yn,0.0,1.0); 
gl_mat4 view_matrix_inversed;
gl_mat4 projection_matrix_inversed;
cam.matrixProjection.inverse(&projection_matrix_inversed);
cam.matrixView.inverse(&view_matrix_inversed);

gl_mat4::vec4_multiply_by_matrix4(&pt_eye,&projection_matrix_inversed);
gl_mat4::vec4_multiply_by_matrix4(&pt_eye,&view_matrix_inversed);

line_points.vtx[line_points.count*4]=pt_eye.x-cam.pos.x;
line_points.vtx[line_points.count*4+1]=pt_eye.y-cam.pos.y;
line_points.vtx[line_points.count*4+2]=pt_eye.z-cam.pos.z;
line_points.vtx[line_points.count*4+3]=1.0;