使用 gluUnProject() 在光标位置绘制一个四边形

Question

我正在将 SDL 与 OpenGL 一起使用，到目前为止我已经在 2d 中完成了所有操作（使用 glOrtho()）

现在我想尝试在 3D 中绘制东西，但是当然，因为我现在已经将第 3 维放入混合物中，所以事情变得越来越多复杂的。

我想做的是，获取光标的屏幕坐标，将它们转换为（？）世界坐标（我可以在OpenGL中使用坐标，因为我现在有了透视图等），并在那个位置（鼠标光标位于四边形的中心）

我已经阅读了一些关于 gluUnProject() 的教程，我有点明白我应该做什么，但由于我是自学的，所以很容易感到困惑并且不能正确理解我在做什么。

因此，我主要是从我找到的示例中复制的。

下面是我的代码（我去掉了错误检查等，试图将其减少一点）

如您所见，我有 mouseX、mouseY 和 mouseZ 变量，其中 mouseX 和 mouseY 从 SDL 获取它们的值。

我尝试使用 glReadPixel() 来获取 mouseZ 但我不确定我是否做得正确。

问题是，当我单击时，四边形没有绘制在正确的位置（我猜部分原因是我不知道如何正确获取 mouseZ，所以我只是在 gluUnProject() 中将其替换为 1.0？）

我在 glTranslatef() 函数中使用新的坐标（wx、wy、wz），但再次因为我不知道如何正确获取 mouseZ，我猜测这就是它无法正常工作的原因。 如果我用 -499 替换 wz 似乎工作正常，但我需要知道如何获得准确的结果，而无需手动查找正确（或几乎正确）的数字

如果有人可以告诉我我做错了什么，或者给我任何建议我们将不胜感激。

#include <SDL/SDL.h>
#include <SDL/SDL_opengl.h>

SDL_Surface* screen = 0;
SDL_Event event;
bool isRunning = true;

int mouseX, mouseY, mouseZ = 0;

GLint viewport[4];
GLdouble mvmatrix[16], projmatrix[16];
GLint realY; /* OpenGL y coordinate position */
GLdouble wx, wy, wz; /* returned world x, y, z coords */

int main(int argc, char **argv) {
    SDL_Init(SDL_INIT_EVERYTHING);

    screen = SDL_SetVideoMode(800, 600, 32, SDL_OPENGL);

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthMask(GL_TRUE);

    glViewport(0, 0, 800, 600);

    glClearDepth(1.f);
    glClearColor(0, 0, 0, 0);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();

    gluPerspective(90.f, 1.f, 1.f, 500.f);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();

    while(isRunning) {
        while(SDL_PollEvent(&event)) {
            if(event.type == SDL_QUIT) {
                isRunning = false;
            }

            if(event.type == SDL_MOUSEBUTTONDOWN) {
                if(event.button.button == SDL_BUTTON_LEFT) {
                    SDL_GetMouseState(&mouseX, &mouseY);

                    glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);
                    glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, mvmatrix);
                    glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projmatrix);
                    realY = viewport[3] - (GLint) mouseY - 1;
                    glReadPixels(mouseX, realY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, &mouseZ);

                    gluUnProject((GLdouble)mouseX, (GLdouble)realY, 1.0, mvmatrix, projmatrix, viewport, &wx, &wy, &wz);
                }
            }
        }

        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

        glPushMatrix();

        glTranslatef(wx, wy, wz);

        glBegin(GL_QUADS);
            glColor4f(1.f, 0.f, 0.f, 1.f);
            glVertex3f(-20.f, -20.f, 0.f);

            glColor4f(0.f, 1.f, 0.f, 1.f);
            glVertex3f(-20.f, 20.f, 0.f);

            glColor4f(0.f, 0.f, 1.f, 1.f);
            glVertex3f(20.f, 20.f, 0.f);

            glColor4f(1.f, 0.f, 1.f, 1.f);
            glVertex3f(20.f, -20.f, 0.f);
        glEnd();

        glPopMatrix();

        SDL_GL_SwapBuffers();
    }

    SDL_FreeSurface(screen);

    return 0;
}

Answer 1

我发现如果我添加以下内容：

GLfloat depth[2];

然后将 glReadPixels() 从：更改

glReadPixels(mouseX, realY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, &mouseZ);

为：

glReadPixels(mouseX, realY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, depth);

然后我只需将 gluUnProject() 从：更改

gluUnProject((GLdouble)mouseX, (GLdouble)realY, mouseZ, mvmatrix, projmatrix, viewport, &wx, &wy, &wz);

为：

gluUnProject((GLdouble) mouseX, (GLdouble) realY, depth[0], mvmatrix, projmatrix, viewport, &wx, &wy, &wz);

然后我可以获得我想要的 Z 值。

然后我只是向 wz 添加了一个小值，例如：wz += 1; 以确保四边形出现在我单击的位置上方，并且它现在似乎按我的预期工作。

Answer 2

要猜测 Z，您需要了解此 z 的含义：

通常含义是您想要将与（相机原点，像素）对应的线与显示的 3D 对象相交。为此，您可以使用 Z 缓冲区。

如果没有（您想在没有 3D 关系的情况下将多边形粘贴到光标上），只需使用 2D 函数，您可以在同一帧中绘图时在 3D 和 2D 投影之间交替（使用投影矩阵或使用 2D 特定函数） ），因此你不需要 z。

如果您的设计中没有合理的理由，则为 Z 设置默认值是一个坏主意。

只有一个 Z 值可以为您提供正确的像素坐标。

openGL 中 2D 和 3D 坐标之间的联系是 OpenGl 使用 Z = 1 处的投影平面。
然后将像素坐标从[-1,1]缩放到像素坐标。