glGetFloat(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview) 返回一个单位矩阵

Question

我正在尝试将 3d 点坐标转换为 2d 屏幕坐标。

但是，问题是当我实现它并运行程序时，即使我改变了相机位置，输出也没有变化。尽管我可以完全看到 3d 模型，但输出通常超出屏幕坐标范围（因此任何点或三角形都没有机会超出屏幕坐标）。

将3d坐标转换为2d坐标的方法：

public Vector2f get2DFrom3D(float x, float y, float z)
{

    FloatBuffer screen_coords = BufferUtils.createFloatBuffer(4);
    IntBuffer viewport = BufferUtils.createIntBuffer(16);
    FloatBuffer modelview = BufferUtils.createFloatBuffer(16);
    FloatBuffer projection = BufferUtils.createFloatBuffer(16);

    GL11.glGetFloat(GL11.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);
    System.out.println("modelview:");
    displayFloatBuffer(modelview);

    GL11.glGetFloat(GL11.GL_PROJECTION_MATRIX, projection);
    System.out.println("projection:");
    displayFloatBuffer(projection);

    GL11.glGetInteger(GL11.GL_VIEWPORT, viewport);
    System.out.println("viewport:");
    displayIntBuffer(viewport);

    boolean result = GLU.gluProject(x, y, z, modelview, projection, viewport, screen_coords);
    if (result)
    {
        System.out.printf("Convert [ %6.2f %6.2f %6.2f ] -> Screen [ %4d %4d ]\n", x, y, z, (int)screen_coords.get(0), (int)(screen_coords.get(3)-screen_coords.get(1)));
        return new Vector2f((int)screen_coords.get(0), (int)(screen_coords.get(3)-screen_coords.get(1)));
    }
    else
    {
        return null;
    }
}

通过此方法创建投影矩阵并直接加载到顶点着色器中：

private void createProjectionMatrix(){
        float aspectRatio = (float) Display.getWidth() / (float) Display.getHeight();
        float y_scale = (float) ((1f / Math.tan(Math.toRadians(FOV / 2f))) * aspectRatio);
        float x_scale = y_scale / aspectRatio;
        float frustum_length = FAR_PLANE - NEAR_PLANE;

        projectionMatrix = new Matrix4f();
        projectionMatrix.m00 = x_scale;
        projectionMatrix.m11 = y_scale;
        projectionMatrix.m22 = -((FAR_PLANE + NEAR_PLANE) / frustum_length);
        projectionMatrix.m23 = -1;
        projectionMatrix.m32 = -((2 * NEAR_PLANE * FAR_PLANE) / frustum_length);
        projectionMatrix.m33 = 0;
    }

顶点着色器：

#version 400 core

in vec3 position;

uniform mat4 transformationMatrix;
uniform mat4 projectionMatrix;
uniform mat4 viewMatrix;

void main(void) {

    vec4 worldPosition = transformationMatrix * vec4(position, 1);
    gl_Position = projectionMatrix * viewMatrix * worldPosition;

}

渲染器：

public void render(Entity entity, int displayMode) {

    RawModel model = entity.getModel();

    shader.start();
    GL30.glBindVertexArray(model.getVaoID());
    GL20.glEnableVertexAttribArray(0);
    GL20.glEnableVertexAttribArray(1);

    Matrix4f transformationMatrix = Maths.createTransformationMatrix(entity.getPosition(), entity.getRotX(),
            entity.getRotY(), entity.getRotZ(), entity.getScale());
    shader.loadTransformationMatrix(transformationMatrix);

    GL11.glDrawElements(GL11.GL_TRIANGLES, model.getVertexAmount(), GL11.GL_UNSIGNED_INT, 0);

    GL20.glDisableVertexAttribArray(0);
    GL20.glDisableVertexAttribArray(1);
    GL30.glBindVertexArray(0);
    shader.stop();
}

然后，我调试代码并看到：

GL11.glGetFloat(GL11.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelView);
GL11.glGetFloat(GL11.GL_PROJECTION_MATRIX, projection);

这些行只是没有采用我定义的真实矩阵值。它们只是顺序 4 个身份矩阵。然后，我搜索了 glMatrixMode 来设置该矩阵或设置 gl_ModelViewMatrix，但事实证明我使用的 opengl 版本不再支持这些了。

所以，我认为问题在于我以某种方式与这些变量相关，并且我需要以某种方式设置它们。最后但同样重要的是，这里是 get2DFrom3D 方法的输出：

modelview:
1.0 0.0 0.0 0.0 
0.0 1.0 0.0 0.0 
0.0 0.0 1.0 0.0 
0.0 0.0 0.0 1.0 
projection:
1.0 0.0 0.0 0.0 
0.0 1.0 0.0 0.0 
0.0 0.0 1.0 0.0 
0.0 0.0 0.0 1.0 
viewport:
0 0 1209 891 
0 0 0 0 
0 0 0 0 
0 0 0 0

我认为只有视口是正确的，但模型视图和投影矩阵看起来好像没有加载为它们计算的值。

注意：我目前使用的是 lwjgl 2.9.3。

Answer 1

我找到了解决问题的方法，而且效果很好。这是我的新 get2DFrom3D 方法：

public Vector2f get2DFrom3D(float x, float y, float z)
{
    FloatBuffer screen_coords = BufferUtils.createFloatBuffer(4);
    IntBuffer viewport = BufferUtils.createIntBuffer(16);
    FloatBuffer modelview = BufferUtils.createFloatBuffer(16);  
    FloatBuffer projection = BufferUtils.createFloatBuffer(16);

    Matrix4f modelviewMatrix = new Matrix4f();
    Matrix4f transformationMatrix = new Matrix4f();
    Matrix4f.mul(transformationMatrix
            , Maths.createViewMatrix(camera)
            , modelviewMatrix);

    modelviewMatrix.store(modelview);
    modelview.rewind();

    projectionMatrix.store(projection);
    projection.rewind();

    GL11.glGetInteger(GL11.GL_VIEWPORT, viewport);

    boolean result = GLU.gluProject(x, y, z, modelview, projection, viewport, screen_coords);

    if (result)
    {
        Vector2f vector = new Vector2f((int)screen_coords.get(0), (int)(screen_coords.get(1)));
        return vector;
    }
    else
    {
        return null;
    }
}

而不是使用 glGetFloat 方法来获取模型视图和投影矩阵。我改为使用我已经在其他类中创建的矩阵并将这些矩阵作为参数传递。然后，我将矩阵转换为缓冲区，以便我可以使用它们。倒带之后，我终于能够从 gluProject 中获得一个点的正确屏幕坐标。

即使问题解决了，我仍然不知道为什么这些行不起作用：

  GL11.glGetFloat(GL11.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);
    System.out.println("modelview:");
    displayFloatBuffer(modelview);

    GL11.glGetFloat(GL11.GL_PROJECTION_MATRIX, projection);