Матрица проекции описывает отображение трехмерных точек сцены в двухмерные точки окна просмотра. Он преобразуется из пространства глаза в пространство клипа, а координаты в пространстве клипа преобразуются в нормализованные координаты устройства (NDC) путем деления на компонент w
координат клипа. NDC находится в диапазоне от (-1,-1,-1) до (1,1,1).
В Perspective Projection матрица проекции описывает отображение трехмерных точек мира, как они видны с камеры-обскуры, в двухмерные точки окна просмотра.
Координаты пространства глаза в усеченной пирамиде камеры (усеченная пирамида) сопоставляются с кубом (нормализованные координаты устройства).
Матрица перспективной проекции:
r = right, l = left, b = bottom, t = top, n = near, f = far
2*n/(r-l) 0 0 0
0 2*n/(t-b) 0 0
(r+l)/(r-l) (t+b)/(t-b) -(f+n)/(f-n) -1
0 0 -2*f*n/(f-n) 0
где :
aspect = w / h
tanFov = tan( fov_y / 2 );
2 * n / (r-l) = 1 / (tanFov * aspect)
2 * n / (t-b) = 1 / tanFov
Поскольку матрица проекции определяется полем зрения и соотношением сторон, можно восстановить положение окна просмотра с полем зрения и соотношением сторон. При условии, что это симметричная перспективная проекция, где поле зрения не смещено (как в вашем случае).
Сначала вам нужно преобразовать позицию mose в нормализованные координаты устройства:
w = with of the viewport
h = height of the viewport
x = X position of the mouse
y = Y position ot the mouse
ndc_x = 2.0 * x/w - 1.0;
ndc_y = 1.0 - 2.0 * y/h; // invert Y axis
Затем вам нужно преобразовать нормализованные координаты устройства для просмотра координат:
z = z coodinate of the geometry in view space
viewPos.x = -z * ndc_x * aspect * tanFov;
viewPos.y = -z * ndc_y * tanFov;
Если вы хотите проверить, наводится ли указатель мыши на ваши прямоугольники, код может выглядеть так:
mpos = pygame.mouse.get_pos()
z = 40
ndc = [ 2.0 * mpos[0]/width - 1.0, 1.0 - 2.0 * mpos[1]/height ]
tanFov = math.tan( fov_y * 0.5 * math.pi / 180 )
aspect = width / height
viewPos = [z * ndc[0] * aspect * tanFov, z * ndc[1] * tanFov ]
onRect1 = 1 if (viewPos[0]>=rect1[0][0] and viewPos[0]<=rect1[1][0] and viewPos[1]>=rect1[0][1] and viewPos[1]<=rect1[2][1] ) else 0
onRect2 = 1 if (viewPos[0]>=rect2[0][0] and viewPos[0]<=rect2[1][0] and viewPos[1]>=rect2[0][1] and viewPos[1]<=rect2[2][1] ) else 0
См. далее:
Далее я добавил алгоритм к вашему примеру. Если мышь наводится на прямоугольник, то прямоугольник окрашивается в красный цвет.
import pygame
from pygame.locals import *
import random
from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
import math
rect1 = [(-5.125,0,-40),(-3.125,0,-40),(-3.125,5,-40),(-5.125,5,-40),]
rect2 = [(3.125,0,-40),(5.125,0,-40),(5.125,5,-40),(3.125,5,-40)]
edges = ((0,1),(1,2),(2,3),(3,0))
fov_y = 45
width = 320
height = 200
#This draws the rectangles edges
def Target():
mpos = pygame.mouse.get_pos()
z = 40
ndc = [ 2.0 * mpos[0]/width - 1.0, 1.0 - 2.0 * mpos[1]/height ]
tanFov = math.tan( fov_y * 0.5 * math.pi / 180 )
aspect = width / height
viewPos = [z * ndc[0] * aspect * tanFov, z * ndc[1] * tanFov ]
onRect1 = 1 if (viewPos[0]>=rect1[0][0] and viewPos[0]<=rect1[1][0] and viewPos[1]>=rect1[0][1] and viewPos[1]<=rect1[2][1] ) else 0
onRect2 = 1 if (viewPos[0]>=rect2[0][0] and viewPos[0]<=rect2[1][0] and viewPos[1]>=rect2[0][1] and viewPos[1]<=rect2[2][1] ) else 0
glColor3f( 1, 1-onRect1, 1-onRect1 )
glBegin(GL_LINES)
for edge in edges:
for vertex in edge:
glVertex3fv(rect1[vertex])
glEnd()
glColor3f( 1, 1-onRect2, 1-onRect2 )
glBegin(GL_LINES)
for edge in edges:
for vertex in edge:
glVertex3fv(rect2[vertex])
glEnd()
def main():
try:
pygame.init()
display = (width,height)
pygame.display.set_mode(display, DOUBLEBUF|OPENGL)
glMatrixMode(GL_PROJECTION)
gluPerspective(fov_y, (display[0]/display[1]), .1, 1000)
glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
while True:
#iterates through events to check for quits
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
quit()
Target()
pygame.display.flip()
pygame.time.wait(100)
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
except Exception as e:
print (e)
main()
Расширение к ответу
Конечно, вы можете сделать это и наоборот. Вы можете преобразовать угловые точки прямоугольника в нормализованные координаты устройства и сравнить их с положением мыши в нормализованных координатах устройства.
Для этого вам нужно прочитать матрицу прогноза по glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX)
< /а>:
prjMat = (GLfloat * 16)()
glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, prjMat)
И вам нужна функция, которая преобразует трехмерный декартов вектор с помощью проекционной матрицы. Это делается путем умножения вектора на матрицу проекции, что дает однородные координаты пространства клипа. Нормализованные координаты устройства рассчитываются путем деления компонентов x
, y
и z
на компонент w
.
def TransformVec3(vecA,mat44):
vecB = [0, 0, 0, 0]
for i0 in range(0, 4):
vecB[i0] = vecA[0] * mat44[0*4+i0] + vecA[1] * mat44[1*4+i0] + vecA[2] * mat44[2*4+i0] + mat44[3*4+i0]
return [vecB[0]/vecB[3], vecB[1]/vecB[3], vecB[2]/vecB[3]]
Следующая функция проверяет, находится ли позиция мыши в прямоугольнике, определяемом нижней левой и верхней правой точками (угловые точки должны быть в координатах пространства обзора):
def TestRec(prjMat, mpos, ll, tr):
ll_ndc = TransformVec3(ll, prjMat)
tr_ndc = TransformVec3(tr, prjMat)
ndc = [ 2.0 * mpos[0]/width - 1.0, 1.0 - 2.0 * mpos[1]/height ]
inRect = 1 if (ndc[0]>=ll_ndc[0] and ndc[0]<=tr_ndc[0] and ndc[1]>=ll_ndc[1] and ndc[1]<=tr_ndc[1] ) else 0
return inRect
Я снова добавил алгоритм к вашему примеру. Если мышь наводится на прямоугольник, то прямоугольник окрашивается в красный цвет.
import pygame
from pygame.locals import *
import random
from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
import math
rect1 = [(-5.125,0,-40),(-3.125,0,-40),(-3.125,5,-40),(-5.125,5,-40),]
rect2 = [(3.125,0,-40),(5.125,0,-40),(5.125,5,-40),(3.125,5,-40)]
edges = ((0,1),(1,2),(2,3),(3,0))
fov_y = 45
width = 320
height = 200
def TransformVec3(vecA,mat44):
vecB = [0, 0, 0, 0]
for i0 in range(0, 4):
vecB[i0] = vecA[0] * mat44[0*4+i0] + vecA[1] * mat44[1*4+i0] + vecA[2] * mat44[2*4+i0] + mat44[3*4+i0]
return [vecB[0]/vecB[3], vecB[1]/vecB[3], vecB[2]/vecB[3]]
def TestRec(prjMat, mpos, ll, tr):
ll_ndc = TransformVec3(ll, prjMat)
tr_ndc = TransformVec3(tr, prjMat)
ndc = [ 2.0 * mpos[0]/width - 1.0, 1.0 - 2.0 * mpos[1]/height ]
inRect = 1 if (ndc[0]>=ll_ndc[0] and ndc[0]<=tr_ndc[0] and ndc[1]>=ll_ndc[1] and ndc[1]<=tr_ndc[1] ) else 0
return inRect
#This draws the rectangles edges
def Target():
prjMat = (GLfloat * 16)()
glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, prjMat)
mpos = pygame.mouse.get_pos()
onRect1 = TestRec(prjMat, mpos, rect1[0], rect1[2])
onRect2 = TestRec(prjMat, mpos, rect2[0], rect2[2])
glColor3f( 1, 1-onRect1, 1-onRect1 )
glBegin(GL_LINES)
for edge in edges:
for vertex in edge:
glVertex3fv(rect1[vertex])
glEnd()
glColor3f( 1, 1-onRect2, 1-onRect2 )
glBegin(GL_LINES)
for edge in edges:
for vertex in edge:
glVertex3fv(rect2[vertex])
glEnd()
def main():
try:
pygame.init()
display = (width,height)
pygame.display.set_mode(display, DOUBLEBUF|OPENGL)
glMatrixMode(GL_PROJECTION)
gluPerspective(fov_y, (display[0]/display[1]), .1, 1000)
glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
while True:
#iterates through events to check for quits
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
quit()
Target()
pygame.display.flip()
pygame.time.wait(100)
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
except Exception as e:
print (e)
main()
person
Rabbid76
schedule
18.10.2017