OpenGL - 在 NDC 中计算位置适用于着色器，但不适用于“常规”程序

Posted 2023-02-16

【中文标题】OpenGL - 在 NDC 中计算位置适用于着色器，但不适用于“常规”程序

【英文标题】：OpenGL - calculating position in NDC works in shader but not in 'regular' program

【发布时间】：2020-07-02 09:23:24

【问题描述】：

我目前正在使用 opengl 进行 2d-sicescrolling jump'n'run。我目前想检查我的敌人是否在屏幕上渲染，以停止对不可见敌人的碰撞计算。为此，如果 NDC 中的位置在 x 轴和 y 轴的 [-1, 1] 之间，我会检查每一帧。 这是通过以下方法完成的：

bool Enemy::checkWithCameraArea(glm::mat4 cameraView, glm::mat4 proj, glm::vec3 scale) 
    glm::mat4 model = glm::mat4(1.0f);
    model = glm::translate(model, position);
    model = glm::scale(model, scale);
    glm::vec4 posInClip = proj * cameraView * model * glm::vec4(position, 1.0f);
    glm::vec3 posDehom = glm::vec3(posInClip.x / posInClip.w, posInClip.y / posInClip.w, posInClip.z / posInClip.w);

    if (posDehom.x <= 1.0f && posDehom.x >= -1.0f &&
        posDehom.y <= 1.0f && posDehom.y >= -1.0f) 
        return true;
    

    return false;

视图矩阵计算如下：glm::lookAt(_position, _position + _front, _up); 和这样的投影矩阵：glm::perspective(45.0f, (float)Width / (float)Height, 5.0f, 15.0f); 这些值会根据相机向右的移动在每一帧中更新。

在我的顶点着色器中使用相同的值将位置转换为剪辑空间，从渲染的角度来看，一切正常。但是每个敌人的计算似乎只在一开始就起作用。如果相机向右移动，我的“checkWithCameraArea”方法计算的区域似乎落后了。所以左边屏幕外的敌人还在计算，从右边进入屏幕的敌人还没有计算。请帮助我，我不知道我的错误在哪里。

编辑#1

删除了缩放线，因为这对于单个位置没有意义（如 cmets 中所指出的）。由于有人问，我检查的位置是左下角。但是当整个对象在屏幕上时，我的问题也仍然存在，可以看到here。在此视频中，我将问题可视化： checkWithCameraArea-Method 的结果确定是绘制了敌人纹理（为真）还是绿色框（为假）

【问题讨论】：

我猜你的敌人有一些音量。如果你只检查一个点，那么你会遇到问题，因为这一点可能是不可见的，而敌人的其他部分已经可见。难道你测试的点是每个敌人最右边的点？

@BDL 我已经检查过了，点在最左边。当整个敌人都在屏幕上时，甚至会出现问题

为什么需要一个尺度矩阵来计算单点

@DraykoonD 好点，我不需要它。谢谢，但这并没有改变我的问题

刚刚注意到您申请了两次position。一次是使用模型矩阵，一次是因为您使用glm::vec4(position, 1.0f)。你不应该计算proj * cameraView * model * glm::vec4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); 或proj * cameraView * glm::vec4(position, 1.0f); 吗？

【参考方案1】：

正如用户 BDL 在 cmets 中指出的那样，我应用了两次该位置（一次在翻译中，一次在与 MVP 相乘时）。我还删除了缩放，因为它不是单点所必需的。 该方法现在看起来像这样，并且可以按我的意愿工作：

bool Enemy::checkWithCameraArea(glm::mat4 view, glm::mat4 proj) 
    glm::vec4 posInClip = proj * view * glm::vec4(position, 1.0f);
    glm::vec3 posDehom = glm::vec3(posInClip.x / posInClip.w, posInClip.y / posInClip.w, posInClip.z / posInClip.w);

    if (posDehom.x <= 1.0f && posDehom.x >= -1.0f &&
        posDehom.y <= 1.0f && posDehom.y >= -1.0f) 
        return true;
    

    return false;