java - gluProject 将 3D 坐标转换为 2D 坐标不会正确转换 2D Y 坐标

Question

经过两个小时的谷歌搜索( here 、 here 、 here 、 here 和 here 以及一大堆我懒得去找的其他东西)，我以为我终于学会了将 3D 坐标转换为 2D 坐标的理论。但它不起作用。这个想法是将船舶的 3D 坐标转换为屏幕上的 2D 坐标，以呈现控制该船舶的玩家的用户名。

但是，文本呈现在错误的位置:

文本是“测试 || 2DXCoordinate || 2DZCoordinate”。

这是我的 getScreenCoords() - 它将 3D 坐标转换为 2D。

public static int[] getScreenCoords(double x, double y, double z) {
    FloatBuffer screenCoords = BufferUtils.createFloatBuffer(4);
    IntBuffer viewport = BufferUtils.createIntBuffer(16);
    FloatBuffer modelView = BufferUtils.createFloatBuffer(16);
    FloatBuffer projection = BufferUtils.createFloatBuffer(16);
    GL11.glGetFloat(GL11.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelView);
    GL11.glGetFloat(GL11.GL_PROJECTION_MATRIX, projection);
    GL11.glGetInteger(GL11.GL_VIEWPORT, viewport);
    boolean result = GLU.gluProject((float) x, (float) y, (float) z, modelView, projection, viewport, screenCoords);
    if (result) {
        return new int[] { (int) screenCoords.get(0), (int) screenCoords.get(1) };
    }
    return null;
}

screenCoords.get(0) 返回一个完美的 X 坐标。但是，screenCoords.get(1) 的上升或下降取决于我离船有多远。经过数小时的调试，我已将错误范围缩小到这一行不正确:

GLU.gluProject((float) x, (float) y, (float) z, modelView, projection, viewport, screenCoords);

但是，我不知道哪里出了问题。船的 X 坐标很好......为什么不是 Y？

根据 BDL 的回答，我向 gluProject() 提供了“错误的矩阵”。但我不明白这是怎么可能的，因为我在渲染我的船后立即调用了该方法(这显然在绘制船的任何矩阵中)。

我只是无法理解哪里出了问题。

注意:BDL 的回答非常充分，只是它没有解释为什么 Y 坐标不正确。

注意:这个问题过去要长得多，也模糊得多。经过数小时的调试后，我在上面发布了我的缩小问题。

Answer 1

您必须在 gluProject 中使用与渲染飞船相同的投影矩阵。在您的例子中，飞船是使用透视投影渲染的，但是当您调用 gluProject 时，使用的是正交投影。

关于 OpenGL 坐标系的一般理论

在大多数情况下，场景中模型(例如船)的几何形状在模型坐标系中给出。这是您的顶点坐标所在的空间。现在将模型放置在您的场景中时，我们将模型矩阵应用于每个顶点以获取船舶在场景中的坐标。这个坐标系称为世界空间。当从给定的视点和观察方向观察场景时，再次需要变换场景，使得视点位于原点 (0,0,0) 并且观察方向沿负 z 轴。这是 View 坐标系。最后一步是将 View 坐标转换为 ndc，这是通过投影矩阵完成的。

总的来说，我们得到一个顶点到屏幕的转换:

 v_screen = Projection * View * Model * v_model

在古老的 OpenGL 中(如您所用)，View 和 Model 一起存储在 ModelView 矩阵中。

(我在这里跳过了一些问题作为透视划分，但应该足以理解问题。)

你的问题

您已经在飞船的世界空间 (x,y,z) 中找到了一个位置。因此，模型的转换已经发生。剩下的就是

v_screen = Projection * View * v_worldspace

为此我们看到，在我们的例子中，输入到 gluProject 的 ModelView 矩阵必须恰好是 View 矩阵。

我无法告诉您代码中 View 矩阵的位置，因为我不知道您代码的这一部分。