QT+OpenGL鼠标操作和模型控制
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鼠标拾取
- 需要将世界坐标转换为视口坐标
void glReadPixels(GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height, GLenum format, GLenum type, void *data);
理论有点小复杂
Mouse Picking with Ray Casting - Anton’s OpenGL 4 Tutorials (antongerdelan.net) 参考这篇文章
这部分不懂的话,暂时是没关系的,可以接着往下看代码,然后去看我的项目。
光线追踪法 从鼠标投射 3D 射线, 通过摄像机,进入场景,然后检查该光线是否与某个对象相交。
从鼠标计算射线
第 0 步:2D 视口坐标
range [0:width, height:0]
我们从鼠标光标坐标开始。这些是 2d,并且在视口坐标系中。首先我们需要获取鼠标 x,y 像素 坐标。
如果是QT的话,可以直接使用QT的mousePressEvent的evnet->pos();
这给了我们一个 x 在 0:width 和 y 从height:0 开始。请记住,0 位于此处的屏幕顶部,因此 y 轴方向与其他坐标系中的方向相反。
第 1 步:3d归一化设备坐标
range [-1:1, -1:1, -1:1]
下一步是将其转换为 3D 规范化设备坐标。 这应该在 x [-1:1] y [-1:1] 和 z [-1:1] 的范围内。我们有一个 x 和 y已经,所以我们缩放它们的范围,并反转y的方向。
float x = (2.0f * mouse_x) / width - 1.0f;
float y = 1.0f - (2.0f * mouse_y) / height;
float z = 1.0f;
vec3 ray_nds = vec3(x, y, z);
第 2 步:4d齐次剪辑坐标
range [-1:1, -1:1, -1:1, -1:1]
我们希望我们的射线的z指向前方 - 这通常是 OpenGL 样式中的负 z 方向。我们可以添加一个 ,这样我们就有一个 4d 向量w, 当然对于QT我们可以用QVector4D替换下面的vec4.
vec4 ray_clip = vec4(ray_nds.xy, -1.0, 1.0);
第 3 步:4d眼(相机)坐标
range [-x:x, -y:y, -z:z, -w:w]
通常,为了从眼睛空间进入剪辑空间,我们将向量乘以 投影矩阵。我们可以通过乘以这个的倒数来倒退 矩阵。
vec4 ray_eye = inverse(projection_matrix) * ray_clip;
现在,我们只需要取消x,y部分的投影,所以让我们手动设置z,w部分的意思是“向前,而不是一个点”。
ray_eye = vec4(ray_eye.xy, -1.0, 0.0);
第 4 步:4d 世界坐标
range [-x:x, -y:y, -z:z, -w:w]
同样,回到转换管道的另一个步骤。记住,我们手动为z分量指定了一个-1,这意味着我们的射线没有归一化。我们应该在使用它之前把它弄清楚。
vec3 ray_wor = (inverse(view_matrix) * ray_eye).xyz;
// don't forget to normalise the vector at some point
ray_wor = normalise(ray_wor);
这将为我们平衡上下、左右和前进组件。所以,假设我们的摄像机直接沿着-Z世界轴看,当鼠标在屏幕中心时,我们应该得到[0,0,-1],而当鼠标在屏幕上移动时,z值就不那么重要了。这将取决于纵横比,以及视图和投影矩阵中定义的视场。我们现在有一条射线,可以和世界空间中的曲面进行比较。
代码展示
// (传入参数为鼠标点击的坐标)计算世界坐标
QVector4D TurboOpenGLWidget::worldPositionFromMousePosition(const QPoint &pos)
{
float winZ;
glReadPixels((int)pos.x(), this->height() - (int)pos.y(),
1,1,GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, &winZ);
float x = (2.0 * pos.x()) / this->width() - 1.0f;
float y = 1.0f - (2.0f * pos.y()) / this->height();
float z = winZ * 2.0 -1.0f;
float w = (2.0 * near_ * far_) / (far_ + near_ - z *(far_ - near_));
QVector4D worldPosition(x, y, z, 1);
worldPosition *= w;
worldPosition = view.inverted() * projection.inverted() * worldPosition;
return worldPosition;
}
模型控制
多模型加载
我们需要用之前模型加载那一块的代码,然后修改成可以加载多个模型的代码。
为此我们需要添加一个类型:
struct ModelInfo
{
Model *model;
QVector3D world_pos;
float pitch;
float roll;
float yaw;
bool is_selected;
QString name;
}
QMap<QString, ModelInfo> models_;
然后需要将loadModel 修改为多模型的
void TurboOpenGLWidget::loadModel(const QString &file)
{
makeCurrent();
static int model_i = 0;
Model *model = new Model(QOpenGLContext::currentContext()->versionFunctions<QOpenGLFunctions_4_5_Core>(),
file.toStdString());
camera_.setPosition(cameraPositionInit(model->max_y_, model->min_y_));
models_["aa" + QString::number(model_i++)] = ModelInfo{model, QVector3D(0, 0, 0), 0.0, 0.0, 0.0, false, "aa"};
doneCurrent();
}
之后需要对绘制的地方进行修改,遍历加载的模型然后绘制对应的模型。
选中模型
选中模型就是需要判断鼠标点击的位置和模型所在位置是否重叠,如果在一定范围内是重叠的则认为我们选中了该模型。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-518793.html
// 判断鼠标是否选中模型
void TurboOpenGLWidget::mousePressEvent(QMouseEvent *event)
{
bool hasSelected=false;
makeCurrent();
if(event->buttons() & Qt::LeftButton)
{
QVector4D worldPosition;
worldPosition = worldPositionFromMousePosition(event->pos());
emit sig_worldPosition(worldPosition);
for(QMap<QString, ModelInfo>::iterator iter=models_.begin();iter!=models_.end();iter++){
ModelInfo *modelInfo=&iter.value();
float r=(modelInfo->model->max_y_-modelInfo->model->min_y_)/2;
if(modelInfo->world_pos.distanceToPoint(QVector3D(worldPosition))<r
&&!hasSelected){
modelInfo->is_selected=true;
hasSelected=true;
}
else
modelInfo->is_selected=false;
}
}
QWidget::mousePressEvent(event);
}
模型旋转和移动
// 双击时候选中模型
void TurboOpenGLWidget::mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event)
{
Q_UNUSED(event);
if(model_moving_){
//再次双击取消移动
model_moving_=false;
}else
foreach(auto modelInfo,models_){
//双击启动移动
if(modelInfo.is_selected==true)
model_moving_=true;
}
QWidget::mouseDoubleClickEvent(event);
}
// 如果是移动的状态则移动模型
void TurboOpenGLWidget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)
{
makeCurrent();
static QPoint lastPos(width()/2, height()/2);
if(model_moving_){
for(auto iter=models_.begin();iter!=models_.end();iter++){
ModelInfo *modelInfo=&iter.value();
if(!modelInfo->is_selected) continue;
modelInfo->world_pos=
QVector3D(worldPositionFromMousePosition(event->pos());
}
}
else if(event->buttons() & Qt::RightButton
|| event->buttons() & Qt::LeftButton
|| event->buttons() & Qt::MiddleButton){
auto currentPos=event->pos();
QPoint deltaPos=currentPos-lastPos;
lastPos=currentPos;
if(event->buttons() & Qt::RightButton)
camera_.processMouseMovement(deltaPos.x(),-deltaPos.y());
else
for(auto iter=models_.begin();iter!=models_.end();iter++){
ModelInfo *modelInfo=&iter.value();
if(!modelInfo->is_selected) continue;
if(event->buttons() & Qt::MiddleButton){
modelInfo->roll+=deltaPos.x();
}
else if(event->buttons() & Qt::LeftButton){
modelInfo->yaw+=deltaPos.x();
modelInfo->pitch+=deltaPos.y();
}
}
}
doneCurrent();
}
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-518793.html
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