Я работал над этим последние несколько дней и застрял. Мне нужно иметь возможность касаться экрана и возвращать координаты x, y, z точки на моей модели, ближайшей к ближней плоскости, которая пересекает луч, сгенерированный в точке выбора. Я думаю, что часть моей проблемы заключается в том, что я выполняю кучу матричных преобразований и поворотов по всему коду рендеринга для моей модели, хотя интересующая меня геометрия все визуализируется в определенном состоянии преобразования. Мой код, который я использую, ниже. Если кто-нибудь может помочь мне понять, как заставить это работать, это было бы здорово. checkCollision () получает точку, на которую нажимает пользователь, и gluUnProject () должен преобразовать мою 2-мерную точку выбора в трехмерные координаты на ближней и дальней плоскостях, 0 - ближняя и 1 - дальняя. Мое использование здесь и вызывается прямо перед рендерингом геометрии, поэтому все преобразования уже применены:
[self checkCollision:touchPoint panVector:panVec];
Этот код ниже является кодом проверки столкновения:
-(Boolean) checkCollision:(CGPoint)winPos panVector:(Vector3f*)panVec
{
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);
winPos.y = (float)viewport[3] - winPos.y;
Vector3f nearPoint;
Vector3f farPoint;
glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, projection);
glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);
//Retreiving position projected on near plane
gluUnProject(winPos.x, winPos.y , 0, modelview, projection, viewport, &nearPoint.x, &nearPoint.y, &nearPoint.z);
//Retreiving position projected on far plane
gluUnProject(winPos.x, winPos.y, 1, modelview, projection, viewport, &farPoint.x, &farPoint.y, &farPoint.z);
Vector3f *near = [[Vector3f alloc] initWithFloatsX:nearPoint.x Y:nearPoint.y Z:nearPoint.z];
Vector3f *far = [[Vector3f alloc] initWithFloatsX:farPoint.x Y:farPoint.y Z:farPoint.z];
Vector3f *d = [Vector3f subtractV1:far minusV2:near];
Vector3f *v0 = [[Vector3f alloc] init];
Vector3f *v1 = [[Vector3f alloc] init];
Vector3f *v2 = [[Vector3f alloc] init];
Vector3f *e1; // = [[Vector3f alloc] init];
Vector3f *e2; // = [[Vector3f alloc] init];
for (int i = 0; i < assemblyObj->numObjects; i++) {
for (int j = 0; j < assemblyObj->partList[i].numVertices; j+=18) {
v0.x = assemblyObj->partList[i].vertices[j+0];
v0.y = assemblyObj->partList[i].vertices[j+1];
v0.z = assemblyObj->partList[i].vertices[j+2];
v1.x = assemblyObj->partList[i].vertices[j+6];
v1.y = assemblyObj->partList[i].vertices[j+7];
v1.z = assemblyObj->partList[i].vertices[j+8];
v2.x = assemblyObj->partList[i].vertices[j+12];
v2.y = assemblyObj->partList[i].vertices[j+13];
v2.z = assemblyObj->partList[i].vertices[j+14];
e1 = [Vector3f subtractV1:v1 minusV2:v0];
e2 = [Vector3f subtractV1:v2 minusV2:v0];
Vector3f *p = [[Vector3f alloc] init];
[Vector3f cross:p V1:d V2:e2];
float a = [Vector3f dot:e1 V2:p];
if (a > -.000001 && a < .000001) {
continue;
}
float f = 1/a;
Vector3f *s = [Vector3f subtractV1:near minusV2:v0];
float u = f*([Vector3f dot:s V2:p]);
if (u<0 || u>1) {
continue;
}
Vector3f *q = [[Vector3f alloc] init];
[Vector3f cross:q V1:s V2:e1];
float v = f*([Vector3f dot:d V2:q]);
if (v<0 || (u+v)>1) {
continue;
}
//NSLog(@"hit polygon");
return true;
}
}
//NSLog(@"didn't hit polygon");
return FALSE;
}
GLint gluUnProject(GLfloat winx, GLfloat winy, GLfloat winz,
const GLfloat model[16], const GLfloat proj[16],
const GLint viewport[4],
GLfloat * objx, GLfloat * objy, GLfloat * objz)
{
/* matrice de transformation */
GLfloat m[16], A[16];
GLfloat in[4], out[4];
/* transformation coordonnees normalisees entre -1 et 1 */
in[0] = (winx - viewport[0]) * 2 / viewport[2] - 1.f;
in[1] = (winy - viewport[1]) * 2 / viewport[3] - 1.f;
in[2] = 2 * winz - 1.f;
in[3] = 1.f;
/* calcul transformation inverse */
matmul(A, proj, model);
invert_matrix(A, m);
/* d'ou les coordonnees objets */
transform_point(out, m, in);
if (out[3] == 0.f)
return GL_FALSE;
*objx = out[0] / out[3];
*objy = out[1] / out[3];
*objz = out[2] / out[3];
return GL_TRUE;
}
void transform_point(GLfloat out[4], const GLfloat m[16], const GLfloat in[4])
{
#define M(row,col) m[col*4+row]
out[0] =
M(0, 0) * in[0] + M(0, 1) * in[1] + M(0, 2) * in[2] + M(0, 3) * in[3];
out[1] =
M(1, 0) * in[0] + M(1, 1) * in[1] + M(1, 2) * in[2] + M(1, 3) * in[3];
out[2] =
M(2, 0) * in[0] + M(2, 1) * in[1] + M(2, 2) * in[2] + M(2, 3) * in[3];
out[3] =
M(3, 0) * in[0] + M(3, 1) * in[1] + M(3, 2) * in[2] + M(3, 3) * in[3];
#undef M
}
void matmul(GLfloat * product, const GLfloat * a, const GLfloat * b)
{
/* This matmul was contributed by Thomas Malik */
GLfloat temp[16];
GLint i;
#define A(row,col) a[(col<<2)+row]
#define B(row,col) b[(col<<2)+row]
#define T(row,col) temp[(col<<2)+row]
/* i-te Zeile */
for (i = 0; i < 4; i++) {
T(i, 0) =
A(i, 0) * B(0, 0) + A(i, 1) * B(1, 0) + A(i, 2) * B(2, 0) + A(i,
3) *
B(3, 0);
T(i, 1) =
A(i, 0) * B(0, 1) + A(i, 1) * B(1, 1) + A(i, 2) * B(2, 1) + A(i,
3) *
B(3, 1);
T(i, 2) =
A(i, 0) * B(0, 2) + A(i, 1) * B(1, 2) + A(i, 2) * B(2, 2) + A(i,
3) *
B(3, 2);
T(i, 3) =
A(i, 0) * B(0, 3) + A(i, 1) * B(1, 3) + A(i, 2) * B(2, 3) + A(i,
3) *
B(3, 3);
}
#undef A
#undef B
#undef T
memcpy(product, temp, 16 * sizeof(GLfloat));
}
int invert_matrix(const GLfloat * m, GLfloat * out)
{
/* NB. OpenGL Matrices are COLUMN major. */
#define SWAP_ROWS(a, b) { GLfloat *_tmp = a; (a)=(b); (b)=_tmp; }
#define MAT(m,r,c) (m)[(c)*4+(r)]
GLfloat wtmp[4][8];
GLfloat m0, m1, m2, m3, s;
GLfloat *r0, *r1, *r2, *r3;
r0 = wtmp[0], r1 = wtmp[1], r2 = wtmp[2], r3 = wtmp[3];
r0[0] = MAT(m, 0, 0), r0[1] = MAT(m, 0, 1),
r0[2] = MAT(m, 0, 2), r0[3] = MAT(m, 0, 3),
r0[4] = 1.f, r0[5] = r0[6] = r0[7] = 0.f,
r1[0] = MAT(m, 1, 0), r1[1] = MAT(m, 1, 1),
r1[2] = MAT(m, 1, 2), r1[3] = MAT(m, 1, 3),
r1[5] = 1.f, r1[4] = r1[6] = r1[7] = 0.f,
r2[0] = MAT(m, 2, 0), r2[1] = MAT(m, 2, 1),
r2[2] = MAT(m, 2, 2), r2[3] = MAT(m, 2, 3),
r2[6] = 1.f, r2[4] = r2[5] = r2[7] = 0.f,
r3[0] = MAT(m, 3, 0), r3[1] = MAT(m, 3, 1),
r3[2] = MAT(m, 3, 2), r3[3] = MAT(m, 3, 3),
r3[7] = 1.f, r3[4] = r3[5] = r3[6] = 0.f;
/* choose pivot - or die */
if (fabsf(r3[0]) > fabsf(r2[0]))
SWAP_ROWS(r3, r2);
if (fabsf(r2[0]) > fabsf(r1[0]))
SWAP_ROWS(r2, r1);
if (fabsf(r1[0]) > fabsf(r0[0]))
SWAP_ROWS(r1, r0);
if (0.f == r0[0])
return GL_FALSE;
/* eliminate first variable */
m1 = r1[0] / r0[0];
m2 = r2[0] / r0[0];
m3 = r3[0] / r0[0];
s = r0[1];
r1[1] -= m1 * s;
r2[1] -= m2 * s;
r3[1] -= m3 * s;
s = r0[2];
r1[2] -= m1 * s;
r2[2] -= m2 * s;
r3[2] -= m3 * s;
s = r0[3];
r1[3] -= m1 * s;
r2[3] -= m2 * s;
r3[3] -= m3 * s;
s = r0[4];
if (s != 0.f) {
r1[4] -= m1 * s;
r2[4] -= m2 * s;
r3[4] -= m3 * s;
}
s = r0[5];
if (s != 0.f) {
r1[5] -= m1 * s;
r2[5] -= m2 * s;
r3[5] -= m3 * s;
}
s = r0[6];
if (s != 0.f) {
r1[6] -= m1 * s;
r2[6] -= m2 * s;
r3[6] -= m3 * s;
}
s = r0[7];
if (s != 0.f) {
r1[7] -= m1 * s;
r2[7] -= m2 * s;
r3[7] -= m3 * s;
}
/* choose pivot - or die */
if (fabsf(r3[1]) > fabsf(r2[1]))
SWAP_ROWS(r3, r2);
if (fabsf(r2[1]) > fabsf(r1[1]))
SWAP_ROWS(r2, r1);
if (0.f == r1[1])
return GL_FALSE;
/* eliminate second variable */
m2 = r2[1] / r1[1];
m3 = r3[1] / r1[1];
r2[2] -= m2 * r1[2];
r3[2] -= m3 * r1[2];
r2[3] -= m2 * r1[3];
r3[3] -= m3 * r1[3];
s = r1[4];
if (0.f != s) {
r2[4] -= m2 * s;
r3[4] -= m3 * s;
}
s = r1[5];
if (0.f != s) {
r2[5] -= m2 * s;
r3[5] -= m3 * s;
}
s = r1[6];
if (0.f != s) {
r2[6] -= m2 * s;
r3[6] -= m3 * s;
}
s = r1[7];
if (0.f != s) {
r2[7] -= m2 * s;
r3[7] -= m3 * s;
}
/* choose pivot - or die */
if (fabs(r3[2]) > fabs(r2[2]))
SWAP_ROWS(r3, r2);
if (0.f == r2[2])
return GL_FALSE;
/* eliminate third variable */
m3 = r3[2] / r2[2];
r3[3] -= m3 * r2[3], r3[4] -= m3 * r2[4],
r3[5] -= m3 * r2[5], r3[6] -= m3 * r2[6], r3[7] -= m3 * r2[7];
/* last check */
if (0.f == r3[3])
return GL_FALSE;
s = 1.f / r3[3]; /* now back substitute row 3 */
r3[4] *= s;
r3[5] *= s;
r3[6] *= s;
r3[7] *= s;
m2 = r2[3]; /* now back substitute row 2 */
s = 1.f / r2[2];
r2[4] = s * (r2[4] - r3[4] * m2), r2[5] = s * (r2[5] - r3[5] * m2),
r2[6] = s * (r2[6] - r3[6] * m2), r2[7] = s * (r2[7] - r3[7] * m2);
m1 = r1[3];
r1[4] -= r3[4] * m1, r1[5] -= r3[5] * m1,
r1[6] -= r3[6] * m1, r1[7] -= r3[7] * m1;
m0 = r0[3];
r0[4] -= r3[4] * m0, r0[5] -= r3[5] * m0,
r0[6] -= r3[6] * m0, r0[7] -= r3[7] * m0;
m1 = r1[2]; /* now back substitute row 1 */
s = 1.f / r1[1];
r1[4] = s * (r1[4] - r2[4] * m1), r1[5] = s * (r1[5] - r2[5] * m1),
r1[6] = s * (r1[6] - r2[6] * m1), r1[7] = s * (r1[7] - r2[7] * m1);
m0 = r0[2];
r0[4] -= r2[4] * m0, r0[5] -= r2[5] * m0,
r0[6] -= r2[6] * m0, r0[7] -= r2[7] * m0;
m0 = r0[1]; /* now back substitute row 0 */
s = 1.f / r0[0];
r0[4] = s * (r0[4] - r1[4] * m0), r0[5] = s * (r0[5] - r1[5] * m0),
r0[6] = s * (r0[6] - r1[6] * m0), r0[7] = s * (r0[7] - r1[7] * m0);
MAT(out, 0, 0) = r0[4];
MAT(out, 0, 1) = r0[5], MAT(out, 0, 2) = r0[6];
MAT(out, 0, 3) = r0[7], MAT(out, 1, 0) = r1[4];
MAT(out, 1, 1) = r1[5], MAT(out, 1, 2) = r1[6];
MAT(out, 1, 3) = r1[7], MAT(out, 2, 0) = r2[4];
MAT(out, 2, 1) = r2[5], MAT(out, 2, 2) = r2[6];
MAT(out, 2, 3) = r2[7], MAT(out, 3, 0) = r3[4];
MAT(out, 3, 1) = r3[5], MAT(out, 3, 2) = r3[6];
MAT(out, 3, 3) = r3[7];
return GL_TRUE;
#undef MAT
#undef SWAP_ROWS
}
Edit:
Я последовал предложению Джастина Майнерса о точках рендеринга, чтобы показать, где генерируется мой пик-луч, и я могу видеть, что происходит сейчас, но не знаю почему. Моя сцена реализует вращение аркбола, масштабирование и панорамирование кватернионов. Я примерно изложу, что делает моя сцена, а затем то, что происходит с моим медиатором.
Сначала настройте мой видовой экран:
glViewport(0, 0, scene.width, scene.height);
glOrthof(-11.25, 11.25, -14.355, 14.355, -1000, 1000);
Затем я беру 16-элементную матрицу, которую я использую как часть моего метода arcball, чтобы перемещаться по моей сцене и умножаю на нее матрицу вида модели:
float mat[16];
[arcball get_Renamed:mat];
glMultMatrixf(mat);
Теперь я выбираю свой луч:
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);
glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, projection);
glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);
touchPoint.y = (float)viewport[3] - touchPoint.y;
Vector3f nearPoint, farPoint;
//Retreiving position projected on near plane
gluUnProject(touchPoint.x, touchPoint.y , 0, modelview, projection, viewport, &nearPoint.x, &nearPoint.y, &nearPoint.z);
//Retreiving position projected on far plane
gluUnProject(touchPoint.x, touchPoint.y, 1, modelview, projection, viewport, &farPoint.x, &farPoint.y, &farPoint.z);
float coords[3] = {nearPoint.x, nearPoint.y, nearPoint.z};
float coords2[3] = {farPoint.x, farPoint.y, farPoint.z};
glPointSize(100);
glColor4f(1, 0, 0, 1);
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, sizeof(coords[0])*3, coords);
glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1);
glPointSize(150);
glColor4f(0, 0, 1, 1);
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, sizeof(coords2[0])*3, coords2);
glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1);
glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
Я делаю это, и это прекрасно работает, прежде чем я поворачиваю свою сцену, но как только я начинаю вращать свою сцену, дальняя точка начинает двигаться. Если я поверну сцену примерно на 180 градусов, дальняя точка вернется в соответствие с ближней точкой. Есть идеи, что происходит? Аркбол просто основан на алгоритме Кена Шумейка.