简单的 OpenTK 光线投射答案

【问题标题】：Simple OpenTK Raycasting简单的 OpenTK 光线投射
【发布时间】：2018-06-30 16:16:27
【问题描述】：

好吧，我不知道你是否可以完全考虑它是光线投射，但我基本上是想找到我的 2d 网格上的哪个图块被悬停在上面，这样我就可以在那里放置一个对象。

解决方案应该只选择网格而不是网格上的建筑物。建筑物突出显示将基于建筑物占用的任何瓷砖是否被悬停。

我想要实现的一个很好的例子是像异星工厂一样的建筑系统。

编辑：网格是一个包含所有图块信息的二维数组。世界中的瓦片都是 2 个三角形（由顶点数组和索引数组组成）。相机是透视相机（如果 Factorio 使用 Orthographic，如果它使事情变得更简单，我可以切换到它）。

编辑 2：该数组包含一个名为 TileInformation 的类，它有一些与 tile 包含的内容等相关的内容。瓦片大小为 1x1，阵列为 256x256。（会有多个可以单独更新的网格块。）所有瓦片都在一个网格中，位置表示为 int 的（坐标系是正的和负的。）

【问题讨论】：

这个问题有点含糊。请添加必要的详细信息，例如，您的网格是如何表示的以及您有什么相机型号？
@NicoSchertler 我改进了这个问题，我希望我的编辑有助于描述设置。（OpenTK 和一般图形编程的新手）
还是不够清楚。二维数组包含什么信息？瓷砖的尺寸是多少？它们位于哪里？
@NicoSchertler 这能回答你所有的问题吗？

标签： c# opengl grid opentk raycasting

【解决方案1】：

你的问题还不够清楚，但我会做一些假设，希望它们符合你的情况。

首先，我们需要一个代表 3D 空间中 2D 鼠标位置的拾取射线。为此，我们首先将鼠标位置从像素坐标转换为介于 -1 和 1 之间的标准化设备坐标：

mouseNDCX = 2 * mousePixelX / viewportWidth - 1
mouseNDCY = 1 - 2 * mousePixelY / viewportHeight

然后，我们找到了射线。为此，我们需要您的相机的视图投影矩阵。那么：

mouseNear = inverse(viewProjection) * (mouseNDCX, mouseNDCY, 0, 1)
mouseFar  = inverse(viewProjection) * (mouseNDCX, mouseNDCY, 1, 1)

这将为您提供拾取射线上的两个位置。一个在 z-near 平面上，一个在 z-far 平面上。不要忘记做透视划分：

mouseNear = (1 / mouseNear.w) * mouseNear
mouseFar = (1 / mouseFar.w) * mouseFar

下一步是计算与网格的交点。这是您的问题严重低估的地方。我假设网格位于与其中一个主平面平行的平面上。在下文中，这将是 xy 平面。如果您有不同的平面，则需要更换相应的组件。我将进一步假设网格位于高度z。

现在，我们要找到交点，即：

          ((1 - t) * mouseNear + t * mouseFar).z = z
<=> mouseNear.z + t * (mouseFar.z - mouseNear.z) = z
<=>                                            t = (z - mouseNear.z) / (mouseFar.z - mouseNear.z)

这让我们可以计算交点：

intersection = (1 - t) * mouseNear + t * mouseFar

此交点位于网格平面上。最后，我们需要找到图块索引。为此，我们只需要考虑 x 和 y 分量。假设您的网格原点位于 o 并且图块的大小为 s，那么图块索引为：

i = floor((intersection.x - o.x) / s)
j = floor((intersection.y - o.y) / s)

【讨论】：