Решение проблем с raycasting в OpenGL: привязка объектов с помощью мыши

Delphi , Графика и Игры , OpenGL

При работе над 3D-проектом в OpenGL одной из основных задач является привязка объектов с помощью мыши. Однако, при attempts cast a ray from the camera using the mouse, many developers face problems with the accuracy of the ray. В данной статье мы рассмотрим одну из таких проблем и предложим решение, которое поможет вам правильно привязывать объекты с помощью мыши в OpenGL.

Проблема

При попытке привязать объект с помощью мыши в OpenGL, многие разработчики сталкиваются с проблемой, когда луч, выпущенный из камеры, имеет сдвиг при щелчке возле краев viewport. Это может привести к тому, что объект, на который нацелен луч, не будет правильно выбран.

Причина проблемы

Основной причиной этой проблемы является неверное вычисление вектора направления луча при щелчке мыши. Многие разработчики используют примеры кода, в которых не используется "unproject", но даже они дают тот же результат. Это происходит из-за ошибок в вычислениях, связанных с преобразованием из координат экрана в мировые координаты.

Решение проблемы

Для правильного вычисления вектора направления луча при щелчке мыши необходимо выполнить следующие шаги:

1. Преобразовать координаты мыши в нормализованные устройственные координаты (NDC).
2. Вычислить матрицу обратного преобразования из проекционной и видовых матриц.
3. Преобразовать координаты мыши в мировые координаты с помощью матрицы обратного преобразования.
4. Вычислить вектор направления луча, нормализовав результат преобразования.

Ниже приведен пример кода на Object Pascal (Delphi), который демонстрирует правильное вычисление вектора направления луча при щелчке мыши:

function CCamera.GetRay(x, y: Single): TVector3;
var
  mouseX, mouseY: Single;
  invVP: TMatrix4;
  screenPos, worldPos, worldPos3, dir: TVector3;
begin
  // НДК
  mouseX := x / (fViewportWidth * 0.5) - 1.0;
  mouseY := y / (fViewportHeight * 0.5) - 1.0;

  invVP := mView * mProjection;
  // invVP.SetInversed; // Вversed не дает результата близкого к тому, который нам нужен.
  // mProjection * mView также generates behavior, который не близок к тому, который нам нужен.

  screenPos.Init(mouseX, -mouseY, 1.0, 1.0);
  worldPos := invVP * screenPos;
  worldPos3.Init(worldPos.X, worldPos.Y, worldPos.Z);

  dir := worldPos3.Normalize();

  Exit(dir);
end;

После того, как мы получили вектор направления луча, мы можем определить конечную позицию луча следующим образом:

procedure TOpenGLControl.OnMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton; Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
var
  ray_start, ray_end, ray_dir: TVector3;
begin
  ray_start := GetCamera.GetPosition(); // Положение камеры
  ray_dir := GetCamera.GetRay(X, Y); // Передаем 2D-координаты мыши
  ray_end := ray_start + ray_dir * 50.0; // Максимальное расстояние 50 единиц

  Invalidate();
end;

Примечание: В данном примере используется библиотека Neslib.FastMath для математи

Создано по материалам из источника по ссылке.

В статье рассматривается проблема точного привязывания объектов с помощью мыши в OpenGL при использовании raycasting, а также предлагается решение для корректного вычисления вектора направления луча при щелчке мыши.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: OpenGL ::