在对象旋转/平移后重新计算正确的 AABB

Posted 2023-02-22

【中文标题】在对象旋转/平移后重新计算正确的 AABB

【英文标题】：Recalculating AABB correct after rotation/translation of an object

【发布时间】：2012-09-01 09:05:37

【问题描述】：

我在这里看到过这个话题，但它并没有真正帮助我解决问题:(使用 glLoadIdentity() 因为我正在使用 libqglviewer 并且出于某种奇怪的原因，如果我使用 glLoadIdentity() 对象（常规立方体）会消失:(所以我的解决方法是我使用 glPopMatrix 和 glPushMatrix 来保持世界矩阵每次都完好无损我必须平移/旋转一个对象。原始矩阵被存储起来，然后一旦完成平移/旋转，我就会再次将其弹出。

到目前为止效果很好，但是一旦我尝试实现边界框的重新计算，我的框从与立方体相同的位置开始，但是一旦我开始旋转它，边界框有时会“内爆”，因此我需要检查最大/最小角，这样它们就不会比立方体本身小，但是当我旋转相机时，边界框会移动到一侧或另一侧。

我正在使用 GLM 加载模型，不幸的是旧版 OpenGL，我对旧版 OGL 的工作原理有些熟悉，但我认为重新计算边界框时的计算有问题。

这段代码在我的渲染函数中：

glPushMatrix();
  glTranslatef(position.x, position.y, position.z);
  glRotatef(m_angle, m_torque.x, m_torque.y, m_torque.z);
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, mvMatrix);
  glmDraw(pModelCube, GLM_SMOOTH); // Renders the object
glPopMatrix();

glPushMatrix();
  glTranslatef(position.x, position.y, position.z);
  bb->RecalculateBox(pModelCube, mvMatrix, BBid);
  bb->DrawBox(bb->GetBoundingBox(BBid)); 
glPopMatrix();

这是我设置边界框的代码：

void AABB::initBox(BoundingBox* b)

    b->min.x = 10000.0f;
    b->min.y = 10000.0f;
    b->min.z = 10000.0f;

    b->max.x = -10000.0f;
    b->max.y = -10000.0f;
    b->max.z = -10000.0f;


BoundingBox* AABB::CreateCollisionBox(GLMmodel* model, GLMgroup* object)

    BoundingBox* box = (BoundingBox*)malloc(sizeof(BoundingBox));
    initBox(box);

    for(int i = 0; i < object->numtriangles; i++)
    
        for(int j = 0; j < 3; j++)
        
            GLuint index = model->triangles[object->triangles[i]].vindices[j];
            GLfloat x = model->vertices[index*3 + 0];
            GLfloat y = model->vertices[index*3 + 1];
            GLfloat z = model->vertices[index*3 + 2];

            if(box->min.x > x) box->min.x = x;
            if(box->min.y > y) box->min.y = y;
            if(box->min.z > z) box->min.z = z;

            if(box->max.x < x) box->max.x = x;
            if(box->max.y < y) box->max.y = y;
            if(box->max.z < z) box->max.z = z;
        
    

    return box;


void AABB::DrawBox(BoundingBox* b)

    if(collision)
    
        // Sets color to red
        glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    else
    
        // Sets color to yellow
        glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);
    

    glBegin(GL_LINE_LOOP);
    glVertex3f(b->max.x, b->max.y, b->min.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->max.y, b->min.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->min.y, b->min.z);
    glVertex3f(b->max.x, b->min.y, b->min.z);
    glEnd();

    glBegin(GL_LINE_LOOP);
    glVertex3f(b->max.x, b->min.y, b->max.z);
    glVertex3f(b->max.x, b->max.y, b->max.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->max.y, b->max.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->min.y, b->max.z);
    glEnd();

    glBegin(GL_LINE_LOOP);
    glVertex3f(b->max.x, b->max.y, b->min.z);
    glVertex3f(b->max.x, b->max.y, b->max.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->max.y, b->max.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->max.y, b->min.z);
    glEnd();

    glBegin(GL_LINE_LOOP);
    glVertex3f(b->max.x, b->min.y, b->max.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->min.y, b->max.z);
    glVertex3f(b->min.x, b->min.y, b->min.z);
    glVertex3f(b->max.z, b->min.y, b->min.z);
    glEnd();

这最后一块是我重新计算盒子的地方：

void AABB::RecalculateBox(GLMmodel* model, float matrix[16], int &id)

    BoundingBox* box = boxes[id]/*(BoundingBox*)malloc(sizeof(BoundingBox))*/;
    initBox(box);
    float   dimensions[3];

    // This will get the absolute dimensions of the object
    glmDimensions(model, dimensions);

    box->max.x = dimensions[0] / 2.0f, box->min.x = -1.0f * box->max.x;
    box->max.y = dimensions[1] / 2.0f, box->min.y = -1.0f * box->max.y;
    box->max.z = dimensions[2] / 2.0f; box->min.z = -1.0f * box->max.z;

    box->max.x = matrix[0] * box->max.x + matrix[4] * box->max.y + matrix[8] * box->max.z + matrix[12];
    box->max.y = matrix[1] * box->max.x + matrix[5] * box->max.y + matrix[9] * box->max.z + matrix[13];
    box->max.z = matrix[2] * box->max.x + matrix[6] * box->max.y + matrix[10] * box->max.z + matrix[14];
    box->min.x = matrix[0] * box->min.x + matrix[4] * box->min.y + matrix[8] * box->min.z + matrix[12];
    box->min.y = matrix[1] * box->min.x + matrix[5] * box->min.y + matrix[9] * box->min.z + matrix[13];
    box->min.z = matrix[2] * box->min.x + matrix[6] * box->min.y + matrix[10] * box->min.z + matrix[14];

    box->bounds[0] = Vec(box->max.x, box->max.y, box->min.z);
    box->bounds[1] = Vec(box->min.x, box->max.y, box->min.z);
    box->bounds[2] = Vec(box->min.x, box->min.y, box->min.z);
    box->bounds[3] = Vec(box->max.x, box->min.y, box->min.z);
    box->bounds[4] = Vec(box->max.x, box->min.y, box->max.z);
    box->bounds[5] = Vec(box->max.x, box->max.y, box->max.z);
    box->bounds[6] = Vec(box->min.x, box->max.y, box->max.z);
    box->bounds[7] = Vec(box->min.x, box->min.y, box->max.z);

    //This code below is from how my bounding box was calculated before.
    /*for(int i = 0; i < object->numtriangles; i++)
    
        for(int j = 0; j < 3; j++)
        
            GLuint index = model->triangles[object->triangles[i]].vindices[j];
            GLfloat x = model->vertices[index*3 + 0];
            GLfloat y = model->vertices[index*3 + 1];
            GLfloat z = model->vertices[index*3 + 2];

            if(box->min.x > x) box->min.x = x;
            if(box->min.y > y) box->min.y = y;
            if(box->min.z > z) box->min.z = z;

            if(box->max.x < x) box->max.x = x;
            if(box->max.y < y) box->max.y = y;
            if(box->max.z < z) box->max.z = z;
        
    */

    boxes[id] = box;

我一直在尝试关注这篇帖子 How to recalculate axis-aligned bounding box after translate/rotate?，但没有设法让它与我上面的代码一起使用。

任何关于我哪里出错的指示都会有所帮助。

【参考方案1】：

您应该使用库或编写自己的函数来进行向量矩阵乘法，手动执行此操作很容易出错（如此处）。 当与矩阵相乘时，您会覆盖矢量分量，而您仍需要读取旧值（例如 box->max.x）。您应该将结果存储在一个新框 (boxTransformed) 中（完成后，您可以根据需要将结果复制回旧框）。 转换后，您应该取 boxTransformed 的最大和最小向量的分量最大值和最小值来生成新的边界框。