OpenGL投影鼠标坐标点到地平面点答案

【问题标题】：OpenGL project mouse coordinate point to ground plane pointOpenGL投影鼠标坐标点到地平面点
【发布时间】：2020-10-07 11:18:55
【问题描述】：

我正在尝试编写一个函数，它将鼠标位置转换为 XOZ（地平面）上的坐标点，以在那里绘制几何图形。问题是：公式似乎不正确。有一个相机点 (0, 0, 0, 1) 乘以 viewmatrix，得到一个 (0, 0, 0) 点。我已经尝试使用来自lookAt() 矩阵的camEye 作为一个点，但它不起作用。我应该如何实现它？

这是一个代码sn-p：

    def screenToWorld(self, mouse_pos: QtGui.QVector2D):
        tmp = QtGui.QVector4D(
            2.0 * mouse_pos.x() / self.width() - 1.0,
            -2.0 * mouse_pos.y() / self.height() + 1.0,
            -1.0, 1.0
        )
        i_tmp = QtGui.QVector4D(
            (tmp * self.camera.projectionMatrix.inverted()[0]).toVector2D(), -1.0, 0.0
        )
        direction = QtGui.QVector3D(
            (i_tmp * self.camera.viewMatrix.inverted()[0]).toVector3D().normalized()
        )
        cam_pos = QtGui.QVector3D(
            (QtGui.QVector4D(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) * self.camera.viewMatrix.inverted()[0]).toVector3D()
        )

        normal = QtGui.QVector3D(0.0, 1.0, 0.0)
        t = -QtGui.QVector3D.dotProduct(cam_pos, normal) / QtGui.QVector3D.dotProduct(direction, normal)
        result = cam_pos + direction * t

        return result

这是我想要实现的图片：

【问题讨论】：

您已将射线上点的视空间 z 坐标设置为常数值 -1.0。将其更改为i_tmp = QtGui.QVector4D((tmp * self.camera.projectionMatrix.inverted()[0]).toVector3D(), 0.0)
@Artem cam_pos、direction 和 t` 的值是什么？他们都是0吗？如果射线在世界的 x-z 平面中，则没有交点。
@Artem 见公式result = cam_pos + direction * t。如果t 和direction 为0，那么result 也为0。如果direction 的 x any z 分量为 0，则光线在世界的地平面中（平行于地平面）。您不能将平面与平面中的射线相交。
@Artem 不，公式是正确的，但是如果相机位置在地面上，那么光线在地平面上。你的眼睛在地面上，你沿着地面看。所以你找不到交点。
@Artem 相机位置必须有一个 y 分量。

标签： python qt math opengl pyside2

【解决方案1】：

好的，我终于明白了！问题出在相机位置不正确。正如我所读到的，我们可以从倒置的view matrix 得到它。索引为41, 42, 43 的元素将是我们的相机位置，所以我编写了一个类变量，每次相机移动时都会更新：

self.__camPos = self.__viewMatrix.inverted()[0].column(3).toVector3D()

在那之后，一切都像一个魅力：

    def createRayDir(self, mouse_pos: QVector2D):
        # Normalized Coordinate Space
        x = 2.0 * mouse_pos.x() / self.__viewportSize.x() - 1
        y = 2.0 * mouse_pos.y() / self.__viewportSize.y() - 1

        clip = QVector4D(x, -y, -1.0, 1.0)
        proj = QVector4D((clip * self.__projectionMatrix.inverted()[0]).toVector2D(), -1.0, 0.0)

        return (proj * self.__viewMatrix).toVector3D().normalized()

    def getRayGridIntersecton(self, mouse_pos: QVector2D):
        ray_dir = self.createRayDir(mouse_pos)

        n = QVector3D(0.0, 1.0, 0.0)
        t = -QVector3D.dotProduct(self.__camPos, n) / QVector3D.dotProduct(ray_dir, n)

        return self.__camPos + ray_dir * t

【讨论】：