android - 如何使用近距离和远距离识别 3D 对象内部或外部 3D 对象的点击

Question

我正在使用 OpenGLES 2.0 和 Android、Java 代码进行 3D 对象渲染。如何使用以下代码识别 3D 对象内部或外部 3D 位置的点击？

public static PointF screenToWorld(float[] viewMatrix,
                                       float[] projMatrix, float screenX, float screenY) {
        float[] nearPos = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 0);
        float[] farPos = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 1);

        Log.d(LOGTAG,"nearPos ->"+nearPos.length+" "+nearPos);
        Log.d(LOGTAG,"farPos ->"+farPos.length+" "+farPos);

        // The click occurred in somewhere on the line between the two points
        // nearPos and farPos. We want to find
        // where that line intersects the plane at z=0
        float distance = nearPos[2] / (nearPos[2] - farPos[2]); // Distance between nearPos and z=0
        float x = nearPos[0] + (farPos[0] - nearPos[0]) * distance;
        float y = nearPos[1] + (farPos[1] - nearPos[0]) * distance;
        return new PointF(x, y);
    }

    private static float[] unProject(float[] viewMatrix,
                                     float[] projMatrix, float screenX, float screenY, float depth) {
        float[] position = {0, 0, 0, 0};
        int[] viewPort = {0, 0, 1, 1};
        GLU.gluUnProject(screenX, screenY, depth, viewMatrix, 0, projMatrix, 0,
                viewPort, 0, position, 0);
        position[0] /= position[3];
        position[1] /= position[3];
        position[2] /= position[3];
        position[3] = 1;
        return position;

    }

Answer 1

How to identify click inside the 3D object or outside 3D objec?

您必须验证是否命中了对象的任何基元。

近平面上的点和远平面上的点定义了一条穿过世界的射线:

float[] nearPos = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 0);
float[] farPos  = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 1);

伪代码:

R0 = nearPos
D  = normalize(farPos - nearPos)

找到射线与图元的交点

要找到被射线击中的表面，必须计算每个表面(基元)与射线的交点与射线起点的距离。具有最短距离(在光线方向)的表面被击中。

要找到射线与三角形基元的交点距离，必须执行以下步骤:

1. 找到射线与由三角形基元的 3 个点定义的平面的交点。
2. 计算交点与射线起点的距离。
3. 测试交点是否在射线的方向(不是反方向)
4. 测试交点是在三角形内还是在三角形上。

求交点和交点距离:

平面由范数向量 (NV) 和平面上的点 (P0) 定义。如果三角形由 PA、PB 和 PC 三个点给出，平面可以计算如下:

P0 = PA
NV = normalize( cross( PB-PA, PC-PA ) )

射线与平面的交点是通过代入射线的方程
P_isect = dist * D + R0 转化为平面方程 dot( P_isect - P0, NV ) == 0。
如下:

dist_isect = dot( P0 - R0, NV ) / dot( D, NV ) 
P_isect    = R0 + D * dist_isect

测试交点是否在光线方向:

如果 dist_isect 大于或等于 0.0，则交点在射线的方向上。

判断交点是在三角形内还是在三角形上

要找出一个点是否在三角形内，必须测试从角点到交点的线是否在连接到角点的 to 腿之间:

bool PointInOrOn( P1, P2, A, B )
{
    CP1 = cross( B - A, P1 - A )
    CP2 = cross( B - A, P2 - A )
    return dot( CP1, CP2 ) >= 0
}

bool PointInOrOnTriangle( P, A, B, C )
{
    return PointInOrOn( P, A, B, C ) &&
           PointInOrOn( P, B, C, A ) &&
           PointInOrOn( P, C, A, B )
} 

另请参阅:Is it possble get which surface of cube will be click in OpenGL?