math - 实现光线拾取

Question

我有一个使用 directx 和 openGL 的渲染器，以及一个 3d 场景。视口(viewport)和窗口的尺寸相同。

如何以独立于平台的方式实现拾取给定的鼠标坐标 x 和 y？

Answer 1

如果可以的话，通过计算从眼睛穿过鼠标指针的光线并将其与模型相交来在 CPU 上进行拾取。

如果这不是一个选项，我会选择某种类型的 ID 渲染。为每个要选择的对象指定唯一的颜色，用这些颜色渲染对象，最后从鼠标指针下的帧缓冲区中读出颜色。

编辑:如果问题是如何从鼠标坐标构建射线，您需要以下内容:投影矩阵P和相机变换C 。如果鼠标指针的坐标为(x, y)并且视口(viewport)的大小为(宽度,高度)，则沿射线的剪辑空间中的一个位置为:

mouse_clip = [
  float(x) * 2 / float(width) - 1,
  1 - float(y) * 2 / float(height),
  0,
  1]

(请注意，我翻转了 y 轴，因为鼠标坐标的原点通常位于左上角)

以下情况也是正确的:

mouse_clip = P * C * mouse_worldspace

这给出:

mouse_worldspace = inverse(C) * inverse(P) * mouse_clip

我们现在有:

p = C.position(); //origin of camera in worldspace
n = normalize(mouse_worldspace - p); //unit vector from p through mouse pos in worldspace