Android OpenGL 3D комплектация - PullRequest
6 голосов
/ 15 июля 2011

Я нахожусь на Android OpenGL-ES 2.0 и после всех ограничений, которые идут с ним, я не могу понять, как сделать касания 2D-экрана к имеющимся 3D точкам. Я не могу получить правильные результаты.

Я пытаюсь реализовать съемку луча в облаке точек, с помощью которого я могу сравнить расстояния моих точек до луча, находя ближайшую точку.

public class OpenGLRenderer extends Activity implements GLSurfaceView.Renderer {
    public PointCloud ptCloud;
    MatrixGrabber mg = new MatrixGrabber();
...
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {

        gl.glDisable(GL10.GL_COLOR_MATERIAL);
        gl.glDisable(GL10.GL_BLEND);
        gl.glDisable(GL10.GL_LIGHTING);

        //Background drawing
        if(customBackground)
            gl.glClearColor(backgroundRed, backgroundGreen, backgroundBlue, 1.0f);
        else
            gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

        if (PointCloud.doneParsing == true) {
            if (envDone == false)
                setupEnvironment();

            // Clears the screen and depth buffer.
            gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

            gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
            gl.glLoadIdentity();
            GLU.gluPerspective(gl, 55.0f, (float) screenWidth / (float) screenHeight, 10.0f ,10000.0f);

            gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);

            gl.glLoadIdentity();
            GLU.gluLookAt(gl, eyeX, eyeY, eyeZ, 
                              centerX, centerY, centerZ, 
                              upX, upY, upZ);

            if(pickPointTrigger)
                pickPoint(gl);


            gl.glPushMatrix();

            gl.glTranslatef(_xTranslate, _yTranslate, _zTranslate);
            gl.glTranslatef(centerX, centerY, centerZ);
            gl.glRotatef(_xAngle, 1f, 0f, 0f);
            gl.glRotatef(_yAngle, 0f, 1f, 0f);
            gl.glRotatef(_zAngle, 0f, 0f, 1f);
            gl.glTranslatef(-centerX, -centerY, -centerZ);

            ptCloud.draw(gl);

            gl.glPopMatrix();
        }
    }
}

Вот моя функция выбора. Я установил местоположение на середину экрана только для целей отладки:

public void pickPoint(GL10 gl){

        mg.getCurrentState(gl);

        double mvmatrix[] = new double[16];
        double projmatrix[] = new double[16];
        int viewport[] = {0,0,screenWidth, screenHeight};

        for(int i=0 ; i<16; i++){
            mvmatrix[i] = mg.mModelView[i];
            projmatrix[i] = mg.mProjection[i];
        }

        mg.getCurrentState(gl);

        float realY = ((float) (screenHeight) - pickY);
        float nearCoords[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };
        float farCoords[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };


        GLU.gluUnProject(screenWidth/2, screenHeight/2, 0.0f, mg.mModelView, 0, mg.mProjection, 0,
                    viewport, 0, nearCoords, 0);
        GLU.gluUnProject(screenWidth/2, screenHeight/2, 1.0f, mg.mModelView, 0, mg.mProjection, 0,
                    viewport, 0, farCoords, 0);

        System.out.println("Near: " + nearCoords[0] + "," + nearCoords[1] + "," + nearCoords[2]);
        System.out.println("Far:  " + farCoords[0] + "," + farCoords[1] + "," + farCoords[2]);



      //Plot the points in the scene
        nearMarker.set(nearCoords);
        farMarker.set(farCoords);
        markerOn = true;

        double diffX = nearCoords[0] - farCoords[0];
        double diffY = nearCoords[1] - farCoords[1];
        double diffZ = nearCoords[2] - farCoords[2];

        double rayLength = Math.sqrt(Math.pow(diffX, 2) + Math.pow(diffY, 2) + Math.pow(diffZ, 2));
        System.out.println("rayLength: " + rayLength);

        pickPointTrigger = false;   
    }

Изменение перцептивного zNear и Far не дает ожидаемых результатов, как может быть удаленная точка перспективы 1.0-1000.0 на расстоянии 11 единиц?

GLU.gluPerspective(gl, 55.0f, (float) screenWidth / (float) screenHeight, 1.0f ,100.0f);
.....
07-18 11:23:50.430: INFO/System.out(31795): Near: 57.574852,-88.60514,37.272636
07-18 11:23:50.430: INFO/System.out(31795): Far:  0.57574844,0.098602295,0.2700405
07-18 11:23:50.430: INFO/System.out(31795): rayLength: 111.74275719790872

GLU.gluPerspective(gl, 55.0f, (float) width / (float) height, 10.0f , 1000.0f);
...
07-18 11:25:12.420: INFO/System.out(31847): Near: 5.7575016,-7.965394,3.6339219
07-18 11:25:12.420: INFO/System.out(31847): Far:  0.057574987,0.90500546,-0.06634784
07-18 11:25:12.420: INFO/System.out(31847): rayLength: 11.174307289026638

Ищу любые предложения или, надеюсь, ошибки, которые вы видите в моем коде. Очень признателен. Я ловлю столько, сколько могу (это было проблемой некоторое время).

1 Ответ

9 голосов
/ 20 июля 2011

Я тоже над этим работаю - это очень раздражающая раздражающая проблема. У меня есть два потенциальных отведения: 1. Каким-то образом результирующий z зависит от того, где находится камера, а не от того, как вы ожидаете. Когда камера имеет значение 0, результирующее значение z равно -1, независимо от того, что такое winZ. До сих пор я в основном смотрел на результирующую z, поэтому у меня нет точных цифр по другим координатам, но я сейчас бездельничал со своим кодом и вашим кодом, и я обнаружил, что длина луча увеличивается по мере удаления от камеры (0,0,0). При (0,0,0) длина луча, как сообщается, равна 0. Примерно час назад я собрал несколько точек (cameraZ, winZ, resultZ) и подключил их к Mathematica. Результат, кажется, указывает на гиперболическую вещь; при фиксированной одной из переменных другая приводит к линейному изменению результирующего z, причем скорость изменения зависит от фиксированной переменной.

Мой второй отрывок из http://www.gamedev.net/topic/420427-gluunproject-question/; рыба-меч цитирует формулу:

WinZ = (1.0f / fNear-1.0f / fDistance) / (1.0f / fNear-1.0f / fFar)

Теперь, похоже, это не соответствует данным, которые я собрал, но, вероятно, стоит посмотреть. Я думаю, что я собираюсь посмотреть, смогу ли я понять, как работает математика этой вещи, и выяснить, что не так. Дайте мне знать, если вы что-нибудь придумаете. О, также, вот формула, приспособленная к данным, которые я собрал:

-0,11072114015496763 - 10.000231721597817 x - 0.0003149873867479971 x^2 - 0.8633277851535017 y + 9.990256062051143 x y + 8.767260632968973* ^ - 9 лет ^ 2

Вольфрам Альфа строит это так: http://www.wolframalpha.com/input/?i=Plot3D[-0.11072114015496763%60+-+10.000231721597817%60+x+-++++0.0003149873867479971%60+x^2+-+0.8633277851535017%60+y+%2B++++9.990256062051143%60+x+y+%2B+8.767260632968973%60*^-9+y^2+%2C+{x%2C+-15%2C++++15}%2C+{y%2C+0%2C+1}]


AHA! Успех! Насколько я могу судить, gluUnProject просто сломан. Или никто не понимает, как его использовать вообще. В любом случае, я сделал функцию, которая должным образом отменяет функцию gluProject, которая, похоже, действительно используется для рисования на экране каким-то образом! Код выглядит следующим образом:

public float[] unproject(float rx, float ry, float rz) {//TODO Factor in projection matrix
    float[] modelInv = new float[16];
    if (!android.opengl.Matrix.invertM(modelInv, 0, mg.mModelView, 0))
        throw new IllegalArgumentException("ModelView is not invertible.");
    float[] projInv = new float[16];
    if (!android.opengl.Matrix.invertM(projInv, 0, mg.mProjection, 0))
        throw new IllegalArgumentException("Projection is not invertible.");
    float[] combo = new float[16];
    android.opengl.Matrix.multiplyMM(combo, 0, modelInv, 0, projInv, 0);
    float[] result = new float[4];
    float vx = viewport[0];
    float vy = viewport[1];
    float vw = viewport[2];
    float vh = viewport[3];
    float[] rhsVec = {((2*(rx-vx))/vw)-1,((2*(ry-vy))/vh)-1,2*rz-1,1};
    android.opengl.Matrix.multiplyMV(result, 0, combo, 0, rhsVec, 0);
    float d = 1 / result[3];
    float[] endResult = {result[0] * d, result[1] * d, result[2] * d};
    return endResult;
}

public float distanceToDepth(float distance) {
    return ((1/fNear) - (1/distance))/((1/fNear) - (1/fFar));
}

В настоящее время он принимает следующие глобальные переменные: mg - MatrixGrabber с текущими матрицами viewport - плавающее окно [4] с окном просмотра ({x, y, width, height})

Переменные, которые он принимает, эквивалентны тем, которые должен был принять gluUnProject. Например:

float[] xyz = {0, 0, 0};
xyz = unproject(mouseX, viewport[3] - mouseY, 1);

Это вернет точку под мышью в дальней плоскости. Я также добавил функцию для преобразования между указанным расстоянием от камеры и ее 0-1 ... представление ... вещь. Вот так:

unproject(mouseX, viewport[3] - mouseY, distanceToDepth(5));

Это вернет точку под мышкой в ​​5 единицах от камеры. Я проверил это с помощью метода, приведенного в вопросе - я проверил расстояние между ближней и дальней плоскостями. При fNear = 0,1 и fFar = 100 расстояние должно составлять 99,9. Насколько я могу судить, я постоянно получал около 99,8977, независимо от положения или ориентации камеры. Хаха, хорошо, что это выяснили. Дайте мне знать, если у вас есть / нет проблем с этим, или если вы хотите, чтобы я переписал его, чтобы принимать входные данные вместо использования глобальных переменных. Надеюсь, это поможет нескольким людям; Я размышлял об этом несколько дней, прежде чем всерьез попытаться это исправить.


Итак, выяснив, как это должно быть, я выяснил, чего им не хватало при реализации gluUnProject. Они забыли (не собирались и никому не сказали?) Делить на четвертый элемент результирующего вектора, который как бы нормализует вектор или что-то в этом роде. gluProject устанавливает его в 1 перед применением матриц, поэтому он должен быть равен 1, когда вы закончите отменять их. Короче говоря, вы можете использовать gluUnProject, но вам нужно передать ему значение с плавающей запятой [4], а затем разделить все полученные координаты на 4-е, например:

float[] xyzw = {0, 0, 0, 0};
android.opengl.GLU.gluUnProject(rx, ry, rz, mg.mModelView, 0, mg.mProjection, 0, this.viewport, 0, xyzw, 0);
xyzw[0] /= xyzw[3];
xyzw[1] /= xyzw[3];
xyzw[2] /= xyzw[3];
//xyzw[3] /= xyzw[3];
xyzw[3] = 1;
return xyzw;

xyzw теперь должен содержать соответствующие пространственные координаты. Кажется, это работает точно так же, как тот, который я собрал вместе. Это может быть немного быстрее; Я думаю, что они объединили один из шагов.

...