渲染和眼部空间未对准导致光线投射不精确

Question

我一直在开发类似Minecraft的体素游戏一段时间，并决定通过光线投射实现块放置和破坏。然而，我意识到，当站在非常靠近一个方块时，方块会围绕自身而不是相机(或观察平面)旋转。眼球位置在任何给定轴上偏差约 0.5。我非常确定这就是为什么我的光线投射不能精确工作的原因，我认为问题出在投影上。

我尝试使用不同的投影方法，但它们都有相同的结果。在创建视图矩阵时调整摄像机的位置也不起作用，并导致一些奇怪的拉伸和错误的旋转。

我的投影矩阵代码：

public static Matrix4f createProjectionMatrix (float fov, float aspectRatio, float clipNear, float clipFar) {
float tanHalfFOV = (float)Math.tan(fov/2);
float zm = clipFar + clipNear;
float zp = clipFar - clipNear;
Matrix4f matrix = new Matrix4f();
matrix.m00(1.0f / (tanHalfFOV * aspectRatio));
matrix.m11(1.0f / tanHalfFOV);
matrix.m22(-zm / zp);
matrix.m32(-2.0f * clipNear * clipFar / zp);
matrix.m23(-1.0f);
return matrix;
}

视图矩阵代码：

public static Matrix4f getViewMatrix () {
return new Matrix4f().rotateXYZ(rotation).translate(-position.x, -position.y, -position.z);
}

着色器代码：

#version 400 core
in vec3 worldCoords;
in vec2 textureCoords;
out vec2 passTextureCoords;
uniform mat4 projViewMatrix;
void main () {
gl_Position = projViewMatrix * vec4(worldCoords, 1.0);
passTextureCoords = textureCoords;
}

渲染代码：

public static void render (ChunkMesh cm) {
Renderable model = cm.getModel();
Shaders.CHUNK_MESH_SHADER.activate();
Shaders.CHUNK_MESH_SHADER.loadToUniform("projViewMatrix", Display.getProjectionMatrix().mul(Camera.getViewMatrix(), new Matrix4f()));
GL30.glBindVertexArray(model.vaoID);
GL20.glEnableVertexAttribArray(0);
GL20.glEnableVertexAttribArray(1);
GL13.glActiveTexture(GL13.GL_TEXTURE0);
GL11.glBindTexture(GL11.GL_TEXTURE_2D, BlockTexture.TEXTURE.textureID);
GL11.glDrawElements(GL11.GL_TRIANGLES, model.vertexCount, GL11.GL_UNSIGNED_INT, 0l);
GL20.glDisableVertexAttribArray(0);
GL20.glDisableVertexAttribArray(1);
GL30.glBindVertexArray(0);
Shaders.CHUNK_MESH_SHADER.deactivate();
}

沿着任何给定的轴，光线投射的表现都很好，但是当面对两个轴之间时，光线投射看起来与屏幕中心不同。由于我的问题集中在未对齐而不是光线投射(这似乎有效)上，因此我只会在要求时添加代码。任何帮助不胜感激！

Answer 1

这是一个有点根据的猜测，因为你还没有确切地指定Matrix4f实际上是什么。但是假设一些标准约定，如 lwjgl 中的Matrix4f类，构造函数会将新矩阵初始化为标识。因此，您需要修改createProjectionMatrix()函数以添加

matrix.m33(0.0);

明确将最后一个元素设置为零，因为没有它，您实际上会设置w_clip = -z_eye + 1，将投影中心移动到您认为相机所在的位置前面 1 个单位。