c++ - 将投影转换为正交光线转换

Question

我在 OpenGL 中有一个完全实现的工作引擎，支持带光线转换的投影相机。最近，我实现了一种正交相机类型，从视觉上看，它工作得很好。作为引用，以下是我计算正交矩阵的方法:

double l = -viewportSize.x / 2 * zoom_;
double r = -l;
double t = -viewportSize.y / 2 * zoom_;
double b = -t;
double n = getNear();
double f = getFar();

m = Matrix4x4(
    2 / (r - l),
    0,
    0,
    -(r + l) / (r - l),
    0,
    2 / (t - b),
    0,
    -(t + b) / (t - b),
    0,
    0,
    -2 / (f - n),
    -(f + n) / (f - n),
    0,
    0,
    0,
    1);

但是，我现在的问题是光线转换不适用于正交相机。问题似乎是光线转换引擎在编码时考虑了投影型相机，因此当使用正交矩阵时它会停止运行。作为引用，下面是如何实现光线转换的高级描述:

1. 获取世界空间原点 vector

   • 从输入的屏幕坐标中获取规范化的屏幕坐标
   • 构建 mouseVector = (normScreenCoords.x, normScreenCoords.y, 0 如果“近”或 1 如果“远”
   • 构建 View -投影矩阵(从Camera获取 View 和投影矩阵并相乘)
   • 将 mouseVector 乘以 View 投影矩阵的逆矩阵。

2. 获取世界空间前向 vector

   • 获取鼠标世界坐标(远)并从鼠标世界坐标(近)中减去它们

3. 将世界空间原点和世界空间前向 vector 发送到光线转换引擎，光线转换引擎通过使用边界框有效地处理将这些 vector 与场景中的所有可见对象进行比较的逻辑。

如何修改此算法以使用正交相机？

Answer 1

您的步骤没有问题，应该可以按预期使用正交相机。您计算原点和方向的方式可能有问题。

1.) 获取原点 vector 。首先以世界空间单位计算鼠标位置，即 float rayX = (mouseX - halfResolution)/viewport.width * (r - l) 或类似的。它应该偏移，因此屏幕的中心是 (0, 0)，并且鼠标可以到达的极值转换为视口(viewport) l, r, t, b 的边缘。然后从世界空间中的相机位置开始，添加两个 vector rayX * camera.local.right 和 rayY * camera.local.up，其中 right 和 up 是相机局部坐标系中的单位 vector 。

2.) 世界空间前向 vector 始终是任何鼠标位置的相机前向 vector 。

3.) 只要您拥有 1 和 2 的正确 vector ，这应该无需修改即可工作。