如何使用OpenGL着色器在平面上绘制没有透视的纹理？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何使用OpenGL着色器在平面上绘制没有透视的纹理？

【英文标题】：How to draw a texture without perspective on a plane, using OpenGL Shaders?

【发布时间】：2017-08-26 11:53:32

【问题描述】：

我正在尝试在 3d 环境中绘制 2d 角色。我正在使用面向相机的飞机。这给了我正确的结果只有在没有与墙壁的深度相交时。关闭深度测试不是答案，因为飞机仍然需要在其他墙壁、门和物体后面。

然后我使平面垂直，这给了我想要的深度测试相交结果。然而，现在 2d 角色由于透视而变形，并且似乎给了他一个大头和/或较短的身体。不是我想要的结果。

理想情况下，我希望能够绘制一个垂直的平面以使用所需的深度测试相交，并使用着色器在没有透视的情况下绘制纹理（并缩放）。这保持了平面的深度测试相交（对于墙壁、门、物体等），并为我提供了 2d 角色的正确比例。

更新

也许另一种方法是使用模板？理想情况下不使用它们会很好。

启用模板测试并设置测试功能和操作以将 1 写入所有模板。 垂直绘制平面。 如果模板值等于 1，则设置模板函数通过。 绘制面向相机的 2d 角色。 禁用模板测试。

更新

也许在不使用法线的情况下绘制为平面上的平面反射？像立方体反射或球面反射，但只是平面反射。有任何想法吗？

【问题讨论】：

您在 C 中绘制的内容没有意义。不存在同时仿射的梯形失真。您可以在那里找到一些子平行四边形，原则上可以为其定义映射。但这是一个有争议的问题。 A中根本没有裁剪，只有深度测试，可以禁用。

如果您不想进行透视校正，只需将其绘制为 2D 精灵即可。但是，您必须通过查询角色与相机的距离（“深度”值）来计算正确的 缩放

@meowgoesrhedog，是的，这将是理想的。计算比例很容易，但我确实想要飞机的深度测试。

@derhass，剪裁不仅仅与视锥剪裁有关。根据定义，它的意思是“从某物上剪下的一小块”。我已经更新了我的问题以避免将来出现混淆。是的，我已经在给定的设置上尝试将它作为平行四边形，但它会导致其自身的失真。也许如果它被细分，那么你的方法就不那么明显的扭曲了。不过，这不是我的问题。

裁剪在 OpenGL 的上下文中是明确定义的。未通过深度测试的片段不会被剪裁。

【参考方案1】：

您可以做的是使用 A) 中的解决方案，但将 Z 值（用于深度测试）更改为更好的位置。

所以在你的顶点着色器结束时你会得到这样的东西：

gl_Position = projModelViewMatrix * vec4(position, 1.0);

这会将您的 3d 位置转换为屏幕空间位置。更改 gl_Position.z 将更改用于深度测试的值。在这种情况下，您希望该值稍微靠近相机。

最终使这个值正确可能会很复杂，但假设您的模型矩阵是精灵底部中间的点，然后将您的世界空间 Z、X 归零并仅保留每个顶点的 Y 轴，将为您提供一个适合进行 z 测试的位置。

gl_Position = projModelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
gl_Position.z = projModelViewMatrix * vec4(0.0, position, 0.0, 1.0);

*注意事项：未经测试，有一段时间没有接触过 glsl，只是在我的脑海中输入了这个。

祝你好运！

【讨论】：

如果我对您的理解正确，基本上您是说将 gl_Position.z 向前拉到相机以重新创建我想要用于深度测试的平面？我尝试使用以下代码：gl_Position = projModelViewMatrix * vec4(position.xyz, 1.0); gl_Position.z = (projModelViewMatrix * vec4(0.0, position.y, position.y * 0.39283710065919303, 1.0)).z; 计算幻数：a = camera angle h = height of plane 1 / (cos(a) * h * 2) 当平面在屏幕上垂直居中时，这非常有效...

...但是，如果平面不在屏幕上垂直居中，即可能位于墙后的屏幕底部，则平面与墙相交，就好像它向前倾斜朝向相机一样.这是有道理的，即使面对相机的平面在中心比边缘更近。现在可能有点太一厢情愿了，反正还有吗？