用OpenGL实现射线拣取对象

最新推荐文章于 2022-08-29 16:32:25 发布

caows

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文章标签： matrix vector direct3d buffer float windows

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/caows/article/details/1916791

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本文介绍了如何在OpenGL中实现射线拣取对象，通过屏幕坐标到三维世界空间坐标的转化，然后利用射线与三角形求交点的算法进行拣取。详细讲解了OpenGL下的射线拣取步骤，并提供了伪码实现和源码示例。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

导读：
　　

　　 用OpenGL实现射线拣取对象
　　关于用射线原理来拣取对象网上已经有完整的理论，另外DirectX也提供了一个Pick例子来演示，在这里我将这些资料和理论来稍微的总结，并给出OpenGL下的完整实现。
　　相关的理论大体来自一篇英文资料和一篇总结性的中文资料，分别是：
　　http://www.gameres.com/Articles/Program/Visual/3D/pick_2004_529.htm
　　http://www.mvps.org/directx/articles/rayproj.htm
　　前一篇完整讲述用DirectX实现射线拣取物体的原理和实现。后一篇讲述的是二维屏幕空间到三维世界空间的转换原理。前一篇的名字是“Direct3D中实现图元的鼠标拾取”，它的讲述很好也很透彻。后一篇讲述射线形成的原理，并且有源码例子。
　　下面就OpenGL进行实现。
　　第一步：
　　实现屏幕坐标到三维世界空间坐标的转化，在这一步Opengl要比DirectX简单的多，利用函数 gluUnProject直接可以得到屏幕坐标相应的三维空间坐标，示例如下：
　　gluUnProject((GLdouble)xpos,(GLdouble)ypos,1.0,mvmatrix,projmatrix,viewport,&wx,&wy,&wz); xpos 和ypos 是以屏幕左下角为原点的屏幕坐标，1.0代表返回zbuffer为1.0处（远剪切面交点）的世界坐标，mvmatrix 为视矩阵，通过GetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX,mvmatrix)得到，projmatrix为投影矩阵，通过glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX,projmatrix)得到，viewport为视口，通过glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,viewport)得到，剩下的wx、wy、wz 就是我们要得到的世界坐标，得到这样两个世界坐标，射线就确定了，或者也可以用原点（视点）来代替其中一个点，因为这条射线是从视点出发的。
　　第二步：
　　用射线和要检测的三角形求交点，用到的原理和公式如下。
　　原理一：三角形内的任意一点都可以用变量u、v和其三个顶点坐标来确定，其中0
　　原理二：射线上的任意一点可以用射线的方向向量（格式化后的）乘以其模（该向量长度）来表示，记为:vPoint =originPoint+dir * len
　　如果和三角形相交则必定同时满足上