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java - 渲染和眼空间错位导致不精确的光线投射

问题描述

我一直在开发类似 Minecraft 的体素游戏，并决定通过光线投射实现方块放置和破坏。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。眼睛位置偏离了大约。在任何给定轴上为 0.5。我很确定这就是为什么我的光线投射不能精确工作的原因，我认为问题在于投影。

我尝试过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相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，光线投射都表现得非常好，但是当面对两个轴之间时，光线投射看起来就像它的原点与屏幕的中心不同。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，因此我只会在需要时添加代码。任何帮助表示赞赏！

标签： javaopenglprojection-matrix

解决方案

这是一个有根据的猜测，因为您没有准确指定Matrix4f实际是什么。但是假设有一些标准约定，比如Matrix4f来自 lwjgl 的类，构造函数会将新矩阵初始化为恒等式。因此，您需要修改您的createProjectionMatrix()功能以添加

matrix.m33(0.0);

将最后一个元素显式设置为零，因为没有它，您实际上设置了w_clip = -z_eye + 1，将投影中心移动到您认为相机所在位置的前面 1 个单位。

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