OpenGL 3.0 窗口碰撞检测

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenGL 3.0 窗口碰撞检测

【英文标题】：OpenGL 3.0 Window Collision Detection

【发布时间】：2018-11-22 03:40:02

【问题描述】：

谁能告诉我如何让三角形顶点与屏幕边缘发生碰撞？ 对于数学库，我使用 GLM，对于窗口创建和键盘/鼠标输入，我使用 GLFW。 我创建了透视矩阵和简单的三角形顶点数组。

然后我在顶点着色器中将所有这些相乘：

gl_Position = projection * view * model * vec4(pos, 1.0);

投影矩阵定义为：

glm::mat4 projection = glm::perspective(
    45.0f, (GLfloat)screenWidth / (GLfloat)screenHeight, 0.1f, 100.0f);

我的相机和投影功能可以正常工作。我可以在我的“世界”中移动并看到三角形站在那里。我遇到的问题是我想确保三角形与屏幕边缘发生碰撞。

我所做的是禁用相机，只启用键盘移动。然后我将平移矩阵初始化为glm::translate(model, glm::vec3(xMove, yMove, -2.5f));，并将矩阵缩放为 0.4。

现在所有这些都运行良好。当我按下 RIGHT 时，三角形向右移动，当我按下 UP 时，三角形向上移动等......问题是我不知道如何让它停止移动，然后它会碰到边缘。

这是我尝试过的：

triangleRightVertex.x 是 glm::vec3 对象。

0.4 是我在缩放矩阵中使用的缩放值。

if(((xMove + triangleRightVertex.x) * 0.4f) >= 1.0f)

 cout << "Right side collision detected!" << endl; 

当我将三角形向右移动时，它会在第三个顶点（三角形的右下角）的 x 与右侧碰撞时检测到碰撞，但它在检测到之前稍微超出了一点。但是当我尝试向上移动时，当三角形的一半向上时它检测到碰撞。

我不知道该怎么做，有人可以解释一下吗？

【问题讨论】：

我的解决方案是创建线条作为窗框，并使用线条方程检查点是否在线条中。不知道好不好。

【参考方案1】：

三角形的每个顶点坐标由model矩阵从模型空间变换到世界空间，通过view矩阵从世界空间变换到视图空间，通过projection矩阵从视图空间变换到剪辑空间。 gl_Position 是剪辑空间中的Homogeneous coordinate，并通过Perspective divide 从剪辑空间进一步转换为规范化设备空间。标准化的设备空间是一个立方体，右、下、前在 (-1, -1, -1) 和左、上、后在 (1, 1, 1)。 此（体积）立方体中的所有几何图形在视口上都是“可见的”。

在剪辑空间中执行场景的剪辑。 如果x、y 和z 分量在该点齐次坐标的倒置w 分量和w 分量定义的范围内，则该点位于裁剪空间中：

-w <=  x, y, z  <= w

您要做的是检查三角形的顶点x 坐标是否被剪裁。所以你必须检查剪辑空间坐标的x 分量是否在视图体积中。

计算 CPU 上顶点的剪辑空间位置，就像计算顶点着色器一样。 glm library 非常适合这样的事情：

glm::vec3 triangleVertex = ... ; // new model coordinate of the triangle
glm::vec4 h_pos = projection * view * model * vec4(triangleVertex, 1.0);

bool x_is_clipped = h_pos.x < -h_pos.w || h_pos.x > h_pos.w;

如果你不知道model矩阵和view矩阵是如何变换三角形的方向的，那么你必须对三角形的所有3个顶点坐标都这样做-

【讨论】：

嘿，非常感谢！我完全忘记了矩阵的 w 分量 -.- .. 我什至比较了纵横比，因为我不知道发生了什么哈哈。我正准备做线方程 /////