如何使用近距离和远距离识别 3D 对象内部或外部 3D 对象的点击

Question

我正在使用带有 Android、Java code.How 的 OpenGLES 2.0 进行 3D 对象渲染，使用以下代码近距离和远距离识别 3D 对象内部或外部 3D 对象的点击？

public static PointF screenToWorld(float[] viewMatrix,
                                       float[] projMatrix, float screenX, float screenY) {
        float[] nearPos = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 0);
        float[] farPos = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 1);

        Log.d(LOGTAG,"nearPos ->"+nearPos.length+" "+nearPos);
        Log.d(LOGTAG,"farPos ->"+farPos.length+" "+farPos);

        // The click occurred in somewhere on the line between the two points
        // nearPos and farPos. We want to find
        // where that line intersects the plane at z=0
        float distance = nearPos[2] / (nearPos[2] - farPos[2]); // Distance between nearPos and z=0
        float x = nearPos[0] + (farPos[0] - nearPos[0]) * distance;
        float y = nearPos[1] + (farPos[1] - nearPos[0]) * distance;
        return new PointF(x, y);
    }

    private static float[] unProject(float[] viewMatrix,
                                     float[] projMatrix, float screenX, float screenY, float depth) {
        float[] position = {0, 0, 0, 0};
        int[] viewPort = {0, 0, 1, 1};
        GLU.gluUnProject(screenX, screenY, depth, viewMatrix, 0, projMatrix, 0,
                viewPort, 0, position, 0);
        position[0] /= position[3];
        position[1] /= position[3];
        position[2] /= position[3];
        position[3] = 1;
        return position;

    }

Answer 1

How to identify click inside the 3D object or outside 3D objec?

您必须验证是否击中了对象的任何基元。

近平面的点和远平面的点定义了一条穿过世界的射线：

float[] nearPos = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 0);
float[] farPos  = unProject(viewMatrix, projMatrix, screenX, screenY, 1);

伪代码：

R0 = nearPos
D  = normalize(farPos - nearPos)

找到射线与图元的交点

要找到被射线击中的表面，必须计算每个表面（基元）与射线的交点与射线起点的距离。距离最短的表面（在光线方向）被击中。

要找到一条射线与一个三角形图元的交点的距离，必须完成以下步骤：

找到射线与由三角形基元的 3 个点定义的平面的交点。
计算交点与射线起点的距离
测试交点是否在光线方向（不是反方向）
判断交点是在三角形内还是在三角形上

求交点和交点距离：

平面由范数向量 (NV) 和平面上的一个点 (P0) 定义。如果用PA、PB、PC3个点给出一个三角形，平面可以这样计算：

P0 = PA
NV = normalize( cross( PB-PA, PC-PA ) )

射线与平面的交点代入射线的方程
P_isect = dist * D + R0转化为平面方程dot( P_isect - P0, NV ) == 0.
如下：

dist_isect = dot( P0 - R0, NV ) / dot( D, NV ) 
P_isect    = R0 + D * dist_isect

测试交点是否在光线方向：

如果`dist_isect大于等于0.0，则交点在光线方向。

测试交点是在三角形内部还是在三角形内部

要找出一个点是否在三角形内部，必须测试从角点到交点的线是否在连接到角点的到腿之间：

bool PointInOrOn( P1, P2, A, B )
{
    CP1 = cross( B - A, P1 - A )
    CP2 = cross( B - A, P2 - A )
    return dot( CP1, CP2 ) >= 0
}

bool PointInOrOnTriangle( P, A, B, C )
{
    return PointInOrOn( P, A, B, C ) &&
           PointInOrOn( P, B, C, A ) &&
           PointInOrOn( P, C, A, B )
}

另见：Is it possble get which surface of cube will be click in OpenGL?

如何使用近距离和远距离识别 3D 对象内部或外部 3D 对象的点击

How to identify click inside the 3D object or outside 3D object using near and far positions

android

opengl-es

opengl-es-2.0

raycasting

glsurfaceview

找到射线与图元的交点