ARCore中根據螢幕座標計算射線的演算法

2022-07-20 09:15:11 字數 2085 閱讀 8394

arcore中提供了根據螢幕座標、視口大小及view、 project矩陣計算從螢幕座標發射一條射線的方法,此方法用於3d拾取。

1

class

ray

1011

//根據螢幕座標計算射線——3d拾取

12public

static ray screenpointtoray(vector2f point, vector2f viewportsize, float

viewprojmtx) ;//

遠*面上的座標透視除法之後的值

18float nearscreenpoint = new

float;//

**面上的座標透視除法之後的值

1920

float nearplanepoint = new

float[4];//

用於記錄世界座標系下,**面上的點

21float farplanepoint = new

float[4];//

用於記錄世界座標系下,遠*面上的點

2223

float invertedprojectionmatrix = new

float[16];

24 matrix.setidentitym(invertedprojectionmatrix, 0);

25 matrix.invertm(invertedprojectionmatrix, 0, viewprojmtx, 0);//

計算逆矩陣

2627 matrix.multiplymv(nearplanepoint, 0, invertedprojectionmatrix, 0, nearscreenpoint, 0);//

計算世界座標系中,對應到**面的座標

28 matrix.multiplymv(farplanepoint, 0, invertedprojectionmatrix, 0, farscreenpoint, 0);

2930 vector3f direction = new vector3f(farplanepoint[0] / farplanepoint[3], farplanepoint[1] / farplanepoint[3], farplanepoint[2] / farplanepoint[3]);

31 vector3f origin = new vector3f(new vector3f(nearplanepoint[0] / nearplanepoint[3], nearplanepoint[1] / nearplanepoint[3], nearplanepoint[2] / nearplanepoint[3]));

32direction.sub(origin);

33direction.normalize();

34return

newray(origin, direction);

35}

36 }

原理:一、世界座標系的點p1轉化到投影空間得到點p2的公式是:p2 = p1 * viewmatrix * projectmatrix = p1 * viewprojmatrix;

在渲染管線中,投影空間的點還需要經過透視除法,轉化到x , y , z值均為[-1,1]區間內,是乙個單位立方體。公式是:point_clip = p2/p2.w;

那麼將點從單位立方體座標系轉化到世界座標系的公式跟上述情況是逆過程,公式:

p2 = point_clip * wvalue;

p1 = p2 * viewprojmatrix_invert;

其中wvalue代表給定的w值,在arcore中此值為1,所以並未體現在**中。

二、上面**片段,是將螢幕上的點的x,y座標值均轉化到[-1,1],給定*裁剪*面的點的z為-1,遠裁剪*面上的點的z為1,其w值均為1,這種方法得到透視除法後單位立方體中的座標。

因為wvalue為1,所以此時farscreenpoint和nearscreenpoint就代表投影空間中的座標點。

然後根據(一)中的結論即可得到對應到世界座標系的座標點,根據兩個點可得到射線方法,最終即可得到射線的起點和方向。

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