c++ - 将 3d 位置转换为 2d 屏幕位置

Question

我想将 3d 位置转换为 2d 屏幕位置。我看过一个类似的问题:Projecting a 3D point to a 2D screen coordinate ，但我完全不明白。我想为了计算 2d 位置我需要投影矩阵，但我不知道它是如何使用的，除了将一个点转换成位置坐标空间。另外，cam.FieldOfView在OpenGL中是否等于farZ？

有人可以帮我完成这个功能吗？参数是否足以计算 2d 位置？ Pos 已经是一个相对于相机位置的 vector 。

       Vector2* convert(Vector3& pos, Matrix4& projectionMatrix, int screenWidth, int screenHeight)
       {
            float ratio = screenWidth / screenHeight; 

            ...

            screenX = screenWidth * ( 1.0f - screenX); 
            screenY = screenHeight * ( 1.0f - screenY);    

            return new Vector2(screenX, screenY); 
       }

Answer 1

在我看来应该是这样的:

    Vector2 Convert(Vector3 pos, const Matrix& viewMatrix, const Matrix& projectionMatrix, int screenWidth, int screenHeight)
    {
        pos = Vector3::Transform(pos, viewMatrix);
        pos = Vector3::Transform(pos, projectionMatrix);

        pos.X = screenWidth*(pos.X + 1.0)/2.0;
        pos.Y = screenHeight * (1.0 - ((pos.Y + 1.0) / 2.0));

        return Vector2(pos.X, pos.Y);
    }

我们在这里所做的只是将 Vector 传递给两个变换矩阵: View ，然后是投影。投影后，您会得到一个 Y 和 X 介于 -1 和 1 之间的 vector 。我们进行适当的转换以获得真实的像素坐标并返回一个新的 Vector2。请注意，'pos' 的 Z 分量也存储点的深度，在屏幕空间中，在函数的末尾。

您需要“ View ”矩阵，因为它定义了相机的位置和旋转位置。投影仅定义 3D 空间在 2D 空间上“展平”的方式。

视野不是farZ。投影矩阵有一些参数，其中:

• 视野，FOV，即水平视角，单位为弧度；
• 远平面，或 farZ :这定义了一个点与相机的最大距离；
• 近平面，nearZ:一个点到相机的最小距离。

除了数学问题，你可以直接使用 Vector2 而不是堆分配(返回指针)。 Vector2 是一个轻型结构，指针很可能在这种情况下引起头痛(你要在哪里删除它，等等)。另请注意，我使用了“常量”引用，因为我们不修改它们， vector 除外。对于这个，我们需要一个本地拷贝，这就是为什么它根本不是引用。