Перевод из оконных координат в мировые

@Collision · Регистрация: 21.01.2015

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Знаю, что конечная матрица, выходящая на экран, формируется следующим образом
MVPmatrix = projection * view * model;
Пытаюсь преобразовать экранные координаты в мировые. Нашёл в интернете функцию, которая возвращает координаты пересечения с плоскостью, но он написана на ES, в принципе, там ничего такого сверхъестественного нет, но вот функцию getViewMatrix() не видит. Поэтому вопрос, как мне получить видовую матрицу? И вообще имеет ли смысл данный код?

P.S.: Я не использую шейдеры

C++

QVector3D GLWidget::screenCoordsToWorldCoords(const QVector2D &mousePos)
{
    QVector4D tmp(2.0f * mousePos.x() / width - 1.0f, -2.0f * mousePos.y() / height + 1.0f, -1.0f, 1.0f); // Преобразование 'экранных координат к виду [-1;1]
    QVector4D iTmp((m_proj.inverted() * tmp).toVector2D(), -1.0f, 0.0f); // Преобразование 'экранных координат в систему координат камеры
    QVector3D Direction((m_camera.getViewMatrix().inverted()* iTmp).toVector3D().normalized()); //вектор направления клика миши
    QVector3D camPos(m_camera.getViewMatrix().inverted()* QVector4D(0.0f, 0.0f,0.0f,1.0f).toVector3D()); // позиция камеры в мировой системе координат
 
    QVector3D N(0.0f, 1.0f,0.0f); // Пересечение с плоскостью
    float t = -QVector3D::dotProduct(camPos, N)/ QVector3D::dotProduct(Direction, N);
    QVector3D result = camPos + Direction *t;
    return result;
}

вот всё, что производилось с матрицами, которые есть в моей программе

C++

    QMatrix4x4 m_proj;
    QMatrix4x4 m_camera;
 
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    glLoadMatrixf(m_camera.data());
    m_camera.setToIdentity();
    m_camera.translate(15, 0, -101);
 
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glLoadMatrixf(m_proj.data());
    m_proj.setToIdentity();
    m_proj.perspective(m_fovy, ratio, m_zNear, m_zFar);

@EVP · 01.05.2018, 14:39

Сообщение от Collision

вот всё, что производилось с матрицами, которые есть в моей программе

У тебя камера - это уже модельновидовая матрица.

gluProject and gluUnProject code.
Вот пример по gluUnproject.

@vindast · 01.05.2018, 20:29

C++

1 2	vec4 pos = invert(camMat) * vec4(screenPos, 1); vec3 worldPos= pos .xyz / pos .w;

Где vec3 screenPos - это оконные координаты, screenPos.z = глубина из буфера глубины * 2.0f - 1.0f (если glDepthRange не использовал), screenPos.x/.y оконные координаты от -1 до 1.

a mat4 camMat = projection * view;

Не по теме:

Вот эта тема уже сто раз поднималась.

@Collision · 01.05.2018, 21:49 **[ТС]**

EVP, Почему-то функция возвращает совсем не то значение

C++

    GLint    viewport[4];    // параметры viewport-a.
    GLdouble projection[16]; // матрица проекции.
    GLdouble modelview[16];  // видовая матрица.
    GLdouble vx, vy, vz;       // координаты курсора мыши в системе координат viewport-a.
    GLdouble wx,wy,wz;       // возвращаемые мировые координаты.
 
    vy = event->y();
    vx = event->x();
    vz = 100;
 
    glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);           // узнаём параметры viewport-a.
    glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projection); // узнаём матрицу проекции.
    glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);   // узнаём видовую матрицу.
    gluUnProject(vx, vy, vz, modelview, projection, viewport, &wx, &wy, &wz);
 
    pt.setX(wx); // Возвращает значение от -1 до 1, 
    pt.setY(wy); // при умножении на 100 все равно получается не тот результат

Вот формула(1), которая переводит координаты мыши, в мировые координаты

C++

1
2
3

    
     QVector4D tmp(2.0f * event->x() / width - 1.0f, -2.0f * event->y() / height + 1.0f, -1.0f, 1.0f);
     QVector4D iTmp((m_proj.inverted() * tmp).toVector2D(), -1.0f, 0.0f);

Вывод в диалоговом окне значения возвращаемого из функции gluUnProject и мировых координат

C++

1 2	QMessageBox::information(this, "Координаты", "x: " + QString::number(wx) + "(" + QString::number(iTmp.x()) + "); y: " +QString::number(wy)+"(" + QString::number(iTmp.y())+")");

1. В чем проблема с этой функцией?
2. Мне нужно найти координаты пересечения с плоскостью.
Допустим, я решил повернуть камеру, как показано на второй пикче. Координаты ( предположим это мировые) из формулы(1) не меняют положения, независимо от того под каким углом я эту камеру повернул или в какую сторону переместил.

То есть в коде, который я скинул в самый первый раз, вроде как первые две строчки работают нормально, а стальные, где начинается матрица m_camera - некорректно.

C++

QVector3D GLWidget::screenCoordsToWorldCoords(const QVector2D &mousePos)
{
    QVector4D tmp(2.0f * mousePos.x() / width - 1.0f, -2.0f * mousePos.y() / height + 1.0f, -1.0f, 1.0f); // Преобразование 'экранных координат к виду [-1;1]
    QVector4D iTmp((m_proj.inverted() * tmp).toVector2D(), -1.0f, 0.0f); // Преобразование 'экранных координат в систему координат камеры
    QVector3D Direction((m_camera.getViewMatrix().inverted()* iTmp).toVector3D().normalized()); //вектор направления клика миши
    QVector3D camPos(m_camera.getViewMatrix().inverted()* QVector4D(0.0f, 0.0f,0.0f,1.0f).toVector3D()); // позиция камеры в мировой системе координат
 
    QVector3D N(0.0f, 1.0f,0.0f); // Пересечение с плоскостью
    float t = -QVector3D::dotProduct(camPos, N)/ QVector3D::dotProduct(Direction, N);
    QVector3D result = camPos + Direction *t;
    return result;
}

@EVP · 02.05.2018, 11:10

Сообщение от Collision

Почему-то функция возвращает совсем не то значение

Я же тебе пример специально дал, чтобы ты посмотрел. Пример работает правильно.
Функция простая и понятная - в ней нет ошибки.

Если у тебя эта функция не работает как ожидается, то проверь свои ожидания.
Пересчитай матрицы вручную, возми обратные,
проведи прямой расчёт и обратный, сравни результаты.

Посмотри на данные, которые ты даёшь функции, сравни с ожидаемыми.

@Diochrome · 02.05.2018, 19:32

Сообщение от Collision

Вот формула(1), которая переводит координаты мыши, в мировые координаты
QVector4D iTmp((m_proj.inverted() * tmp).toVector2D(), -1.0f, 0.0f);

В примере выше умножается перспективная матрица на видовую, потом инвертируется и умножается на ScreenSpace координаты мыши

Ты же инвертировал только перспективную, плюс в ScreenSpace ты не указал z координату. Плюс не поделил на гомогенную.
Читайте внимательно.

@Collision · 02.05.2018, 20:15 **[ТС]**

Diochrome, Функция, которую я приводил в самом начале, работает, но только в перспективной проекции, а я до этого все с орографической возился.

C++

QVector3D GLWidget::screenCoordsToWorldCoords(const QVector2D &mousePos)
{
    QVector4D tmp(2.0f * mousePos.x() / width - 1.0f, -2.0f * mousePos.y() / height + 1.0f, -1.0f, 1.0f); // Преобразование 'экранных координат к виду [-1;1]
    QVector4D iTmp((m_proj.inverted() * tmp).toVector2D(), -1.0f, 0.0f); // Преобразование 'экранных координат в систему координат камеры
    QVector3D Direction((m_camera.getViewMatrix().inverted()* iTmp).toVector3D().normalized()); //вектор направления клика миши
    QVector3D camPos(m_camera.getViewMatrix().inverted()* QVector4D(0.0f, 0.0f,0.0f,1.0f).toVector3D()); // позиция камеры в мировой системе координат
    QVector3D N(0.0f, 0.0f,1.0f); // Пересечение с плоскостью
    float t = -QVector3D::dotProduct(camPos, N)/ QVector3D::dotProduct(Direction, N);
    QVector3D result = camPos + Direction *t;
    return result;
}

@EVP 510 / 272 / 60 Регистрация: 14.12.2010 Сообщений: 548
	01.05.2018, 14:39	2
	Сообщение от Collision вот всё, что производилось с матрицами, которые есть в моей программе У тебя камера - это уже модельновидовая матрица. gluProject and gluUnProject code. Вот пример по gluUnproject. 0

@EVP 510 / 272 / 60 Регистрация: 14.12.2010 Сообщений: 548
	02.05.2018, 11:10	5
	Сообщение от Collision Почему-то функция возвращает совсем не то значение Я же тебе пример специально дал, чтобы ты посмотрел. Пример работает правильно. Функция простая и понятная - в ней нет ошибки. Если у тебя эта функция не работает как ожидается, то проверь свои ожидания. Пересчитай матрицы вручную, возми обратные, проведи прямой расчёт и обратный, сравни результаты. Посмотри на данные, которые ты даёшь функции, сравни с ожидаемыми. 0

@Diochrome 97 / 11 / 1 Регистрация: 14.03.2017 Сообщений: 196
	02.05.2018, 19:32	6
	Сообщение от Collision Вот формула(1), которая переводит координаты мыши, в мировые координаты QVector4D iTmp((m_proj.inverted() * tmp).toVector2D(), -1.0f, 0.0f); В примере выше умножается перспективная матрица на видовую, потом инвертируется и умножается на ScreenSpace координаты мыши Ты же инвертировал только перспективную, плюс в ScreenSpace ты не указал z координату. Плюс не поделил на гомогенную. Читайте внимательно. 0

	02.05.2018, 20:15