将屏幕坐标转换为OpenGL世界坐标时出现问题

Question

我正在使用C++/Qt/OpenGL 4.3来实现OpenGL查看器，但我一直在将鼠标坐标转换为世界坐标。

更新：在阅读了评论和答案后，我发现这个代码工作正常：

float depth;
double  mouseX;
double  mouseY;
_app->getCurPos(mouseX, mouseY);
glReadPixels(mouseX, _h - mouseY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, (void *)&depth);
float x = (2.0f * mouseX) / _w - 1.0f;
float y =  1.0f - (2.0f * mouseY) / _h;
float z = depth * 2.0 - 1.0; // convert to NDC
QVector4D pos(x, y, z, 1.0);
QMatrix4x4 invVM(_app->camera()->ViewMatrix().inverted());
QMatrix4x4 invPM(_app->camera()->ProjectionMatrix().inverted());
QVector4D world = invVM * invPM * pos;
world /= world.w();
qDebug() << "world" << world;

(来自最初的问题…(这个代码哪里出错了？其输出如下。

代码：

// mouse coordinates to world coordinates
QVector3D GLCamera::transformScreen(float mouseX, float mouseY)
{
// our 3D view has Y as "UP"
float x = (2.0f * mouseX) / _w - 1.0f;
float y =  0.0f;
float z =  1.0f - (2.0f * mouseY) / _h;
// hard code NDC to upper-right of screen
x = 1.0;
y = 0.0;
z = 1.0;
QVector4D ndc = QVector4D(x, y, z, 1);
QVector4D point1 =  ndc * mProjectionMatrix.inverted();
qDebug() << point1;

QVector3D point3D = QVector3D(point1) / point1.w();
qDebug() << point3D;

QVector3D point2 = point3D * mViewMatrix.inverted();
qDebug() << point2;

qDebug() << "mViewMatrix: " << mViewMatrix;
qDebug() << "inv        : " << mViewMatrix.inverted();
qDebug() << "mProjMatrix: " << mProjectionMatrix;
qDebug() << "inv        : " << mProjectionMatrix.inverted();
return point2;
}

输出：

qDebug: QVector4D(1, 0, 1, 1)
qDebug: QVector4D(0.742599, 0, -49.995, 49.005)
qDebug: QVector3D(0.0151535, 0, -1.0202)
# This is the returned value x seems so much smaller than z
qDebug: QVector3D(-0.000938916, -0.0418856, 0.0473429)

qDebug: mViewMatrix:  QMatrix4x4(type:Translation,Rotation
1         0         0         0         
0  0.748955 -0.662621 -0.626549         
0  0.662621  0.748955  -22.9856         
0         0         0         1         
)
qDebug: inv        :  QMatrix4x4(type:Translation,Rotation
1         0         0         0         
0  0.748955  0.662621      15.7         
0 -0.662621  0.748955      16.8         
0         0         0         1         
)
qDebug: mProjMatrix:  QMatrix4x4(type:General
1.34662         0         0         0         
0   2.41421         0         0         
0         0   -1.0002 -0.020002         
0         0        -1         0         
)
qDebug: inv        :  QMatrix4x4(type:General
0.742599         0         0         0         
0  0.414214         0         0         
0         0         0        -1         
0         0   -49.995    50.005         
)

Answer 1

屏幕右上角是NDC中的(1, 1, depth)。你需要一个合理的深度值来获得你想要的点。否则，你只会得到一条射线。

你展示的矩阵应该用于正确的乘法：

QVector4D point1 = mProjectionMatrix.inverted() * ndc;
QVector3D point2 = mViewMatrix.inverted() * point3D;

观点分歧应该发生在最后，而不是介于两者之间。到目前为止，请继续使用4D矢量。否则，将视图空间位置(point1(作为QVector3D传递会将w分量设置为0，并且将丢失任何平移。您可以将其作为QPoint3D传递，这将设置w=1，但保持4D矢量是最安全的选择。

QVector3D point3D = QVector3D(point1) / point1.w();

我还建议合理地命名中间结果(而不仅仅是pointX(。将它们命名为pointClipSpace、pointViewSpace、pointWorldSpace或类似名称。

同样，决定NDC深度对于获得可解释的结果非常重要。