glGetFloat(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview) returns 单位矩阵

Question

我正在尝试将 3d 点坐标转换为 2d 屏幕坐标。

但是，问题是当我实现它和运行程序时，即使我改变了相机位置，输出也没有变化。尽管我可以完全看到 3d 模型，但输出通常超出屏幕坐标范围（因此任何点或三角形都不会超出屏幕坐标范围）。

3d坐标转2d坐标的方法：

public Vector2f get2DFrom3D(float x, float y, float z)
{

    FloatBuffer screen_coords = BufferUtils.createFloatBuffer(4);
    IntBuffer viewport = BufferUtils.createIntBuffer(16);
    FloatBuffer modelview = BufferUtils.createFloatBuffer(16);
    FloatBuffer projection = BufferUtils.createFloatBuffer(16);

    GL11.glGetFloat(GL11.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);
    System.out.println("modelview:");
    displayFloatBuffer(modelview);

    GL11.glGetFloat(GL11.GL_PROJECTION_MATRIX, projection);
    System.out.println("projection:");
    displayFloatBuffer(projection);

    GL11.glGetInteger(GL11.GL_VIEWPORT, viewport);
    System.out.println("viewport:");
    displayIntBuffer(viewport);

    boolean result = GLU.gluProject(x, y, z, modelview, projection, viewport, screen_coords);
    if (result)
    {
        System.out.printf("Convert [ %6.2f %6.2f %6.2f ] -> Screen [ %4d %4d ]\n", x, y, z, (int)screen_coords.get(0), (int)(screen_coords.get(3)-screen_coords.get(1)));
        return new Vector2f((int)screen_coords.get(0), (int)(screen_coords.get(3)-screen_coords.get(1)));
    }
    else
    {
        return null;
    }
}

投影矩阵通过此方法创建并直接加载到顶点着色器中：

private void createProjectionMatrix(){
        float aspectRatio = (float) Display.getWidth() / (float) Display.getHeight();
        float y_scale = (float) ((1f / Math.tan(Math.toRadians(FOV / 2f))) * aspectRatio);
        float x_scale = y_scale / aspectRatio;
        float frustum_length = FAR_PLANE - NEAR_PLANE;

        projectionMatrix = new Matrix4f();
        projectionMatrix.m00 = x_scale;
        projectionMatrix.m11 = y_scale;
        projectionMatrix.m22 = -((FAR_PLANE + NEAR_PLANE) / frustum_length);
        projectionMatrix.m23 = -1;
        projectionMatrix.m32 = -((2 * NEAR_PLANE * FAR_PLANE) / frustum_length);
        projectionMatrix.m33 = 0;
    }

顶点着色器：

#version 400 core

in vec3 position;

uniform mat4 transformationMatrix;
uniform mat4 projectionMatrix;
uniform mat4 viewMatrix;

void main(void) {

    vec4 worldPosition = transformationMatrix * vec4(position, 1);
    gl_Position = projectionMatrix * viewMatrix * worldPosition;

}

渲染器：

public void render(Entity entity, int displayMode) {

    RawModel model = entity.getModel();

    shader.start();
    GL30.glBindVertexArray(model.getVaoID());
    GL20.glEnableVertexAttribArray(0);
    GL20.glEnableVertexAttribArray(1);

    Matrix4f transformationMatrix = Maths.createTransformationMatrix(entity.getPosition(), entity.getRotX(),
            entity.getRotY(), entity.getRotZ(), entity.getScale());
    shader.loadTransformationMatrix(transformationMatrix);

    GL11.glDrawElements(GL11.GL_TRIANGLES, model.getVertexAmount(), GL11.GL_UNSIGNED_INT, 0);

    GL20.glDisableVertexAttribArray(0);
    GL20.glDisableVertexAttribArray(1);
    GL30.glBindVertexArray(0);
    shader.stop();
}

然后，我调试代码并看到：

GL11.glGetFloat(GL11.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelView);
GL11.glGetFloat(GL11.GL_PROJECTION_MATRIX, projection);

这些行只是没有采用我定义的实际矩阵值。它们只是 4 阶单位矩阵。然后，我搜索 glMatrixMode 来设置该矩阵或设置 gl_ModelViewMatrix，但事实证明我使用的 opengl 版本不再支持这些。

所以，我认为问题是我与这些变量有某种关联，我需要以某种方式设置它们。最后但同样重要的是，这里是 get2DFrom3D 方法的输出：

modelview:
1.0 0.0 0.0 0.0 
0.0 1.0 0.0 0.0 
0.0 0.0 1.0 0.0 
0.0 0.0 0.0 1.0 
projection:
1.0 0.0 0.0 0.0 
0.0 1.0 0.0 0.0 
0.0 0.0 1.0 0.0 
0.0 0.0 0.0 1.0 
viewport:
0 0 1209 891 
0 0 0 0 
0 0 0 0 
0 0 0 0

我认为只有视口是正确的，但模型视图和投影矩阵看起来没有加载为它们计算的值。

注意：我目前使用的是 lwjgl 2.9.3。

Answer 1

我找到了解决问题的方法，而且效果很好。这是我的新 get2DFrom3D 方法：

public Vector2f get2DFrom3D(float x, float y, float z)
{
    FloatBuffer screen_coords = BufferUtils.createFloatBuffer(4);
    IntBuffer viewport = BufferUtils.createIntBuffer(16);
    FloatBuffer modelview = BufferUtils.createFloatBuffer(16);  
    FloatBuffer projection = BufferUtils.createFloatBuffer(16);

    Matrix4f modelviewMatrix = new Matrix4f();
    Matrix4f transformationMatrix = new Matrix4f();
    Matrix4f.mul(transformationMatrix
            , Maths.createViewMatrix(camera)
            , modelviewMatrix);

    modelviewMatrix.store(modelview);
    modelview.rewind();

    projectionMatrix.store(projection);
    projection.rewind();

    GL11.glGetInteger(GL11.GL_VIEWPORT, viewport);

    boolean result = GLU.gluProject(x, y, z, modelview, projection, viewport, screen_coords);

    if (result)
    {
        Vector2f vector = new Vector2f((int)screen_coords.get(0), (int)(screen_coords.get(1)));
        return vector;
    }
    else
    {
        return null;
    }
}

而不是使用 glGetFloat 方法来获取模型视图和投影矩阵。我改为使用我已经在其他类中创建的矩阵，并将这些矩阵作为参数传递。然后，我将矩阵转换为缓冲区，以便我可以使用它们。倒带后，我终于能够从 gluProject 中获取点的正确屏幕坐标。

尽管问题已解决，但我仍然不知道为什么这些行不起作用：

  GL11.glGetFloat(GL11.GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);
    System.out.println("modelview:");
    displayFloatBuffer(modelview);

    GL11.glGetFloat(GL11.GL_PROJECTION_MATRIX, projection);

glGetFloat(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview) returns 单位矩阵

glGetFloat(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview) returns an identity matrix

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