[英]From pixel coordinate to opengl coordinate
正如我在 opengl 中看到的,坐标在 -1 和 1 之间,我想使用 opengl 渲染一个对象,我有第一个以像素坐标渲染对象的位置,但我不知道如何将像素坐标转换为opengl 坐标。 我正在使用 java 开发一个 android 应用程序。
公共类 FirstOpenGLProjectRenderer 实现 GLSurfaceView.Renderer {
private static final String A_POSITION = "a_Position";
private static final String A_COLOR = "a_Color";
private static final int POSITION_COMPONENT_COUNT = 4;
private static final int COLOR_COMPONENT_COUNT = 3;
private static final int BYTES_PER_FLOAT = 4;
private static final int STRIDE =
(POSITION_COMPONENT_COUNT + COLOR_COMPONENT_COUNT) * BYTES_PER_FLOAT;
private final FloatBuffer vertexData;
private final Context context;
private int program;
private int aPositionLocation;
private int aColorLocation;
private static final String U_MATRIX = "u_Matrix";
private final float[] projectionMatrix = new float[16];
private int uMatrixLocation;
private final float[] modelMatrix = new float[16];
public FirstOpenGLProjectRenderer(Context context) {
this.context = context;
//
// Vertex data is stored in the following manner:
//
// The first two numbers are part of the position: X, Y
// The next three numbers are part of the color: R, G, B
//
float[] tableVerticesWithTriangles = {
// Order of coordinates: X, Y, R, G, B
// Triangle Fan
0f, 0f, 0f, 1.5f, 1f, 1f, 1f,
-0.5f, -0.8f, 0f, 1f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
0.5f, -0.8f, 0f, 1f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
0.5f, 0.8f, 0f, 2f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
-0.5f, 0.8f, 0f, 2f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
-0.5f, -0.8f, 0f, 1f, 0.7f, 0.7f, 0.7f,
// Line 1
-0.5f, 0f, 0f, 1.5f, 1f, 0f, 0f,
0.5f, 0f, 0f, 1.5f, 1f, 0f, 0f,
// Mallets
0f, -0.4f, 0f, 1.25f, 0f, 0f, 1f,
0f, 0.4f, 0f, 1.75f, 1f, 0f, 0f
};
vertexData = ByteBuffer
.allocateDirect(tableVerticesWithTriangles.length * BYTES_PER_FLOAT)
.order(ByteOrder.nativeOrder()).asFloatBuffer();
vertexData.put(tableVerticesWithTriangles);
}
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 glUnused, EGLConfig config) {
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
String vertexShaderSource = TextResourceReader
.readTextFileFromResource(context, R.raw.imple_vertex_shader);
String fragmentShaderSource = TextResourceReader
.readTextFileFromResource(context, R.raw.simple_fragment_shader);
int vertexShader = ShaderHelper.compileVertexShader(vertexShaderSource);
int fragmentShader = ShaderHelper
.compileFragmentShader(fragmentShaderSource);
program = ShaderHelper.linkProgram(vertexShader, fragmentShader);
if (LoggerConfig.ON) {
ShaderHelper.validateProgram(program);
}
glUseProgram(program);
uMatrixLocation = glGetUniformLocation(program, U_MATRIX);
aPositionLocation = glGetAttribLocation(program, A_POSITION);
aColorLocation = glGetAttribLocation(program, A_COLOR);
// Bind our data, specified by the variable vertexData, to the vertex
// attribute at location A_POSITION_LOCATION.
vertexData.position(0);
glVertexAttribPointer(aPositionLocation, POSITION_COMPONENT_COUNT, GL_FLOAT,
false, STRIDE, vertexData);
glEnableVertexAttribArray(aPositionLocation);
// Bind our data, specified by the variable vertexData, to the vertex
// attribute at location A_COLOR_LOCATION.
vertexData.position(POSITION_COMPONENT_COUNT);
glVertexAttribPointer(aColorLocation, COLOR_COMPONENT_COUNT, GL_FLOAT,
false, STRIDE, vertexData);
glEnableVertexAttribArray(aColorLocation);
}
@Override
public void onSurfaceChanged(GL10 glUnused, int width, int height) {
// Set the OpenGL viewport to fill the entire surface.
glViewport(0, 0, width, height);
MatrixHelper.perspectiveM(projectionMatrix, 45, (float) width
/ (float) height, 1f, 10f);
setIdentityM(modelMatrix, 0);
translateM(modelMatrix, 0, 0f, 0f, -2.5f);
rotateM(modelMatrix, 0, -60f, 1f, 0f, 0f);
final float[] temp = new float[16];
multiplyMM(temp, 0, projectionMatrix, 0, modelMatrix, 0);
System.arraycopy(temp, 0, projectionMatrix, 0, temp.length);
/ }
@Override
public void onDrawFrame(GL10 glUnused) {
// Clear the rendering surface.
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// Assign the matrix
glUniformMatrix4fv(uMatrixLocation, 1, false, projectionMatrix, 0);
// Draw the table.
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, 6);
// Draw the center dividing line.
glDrawArrays(GL_LINES, 6, 2);
// Draw the first mallet.
glDrawArrays(GL_POINTS, 8, 1);
// Draw the second mallet.
glDrawArrays(GL_POINTS, 9, 1);
}
}
首先,如果你只是想绘制2D元到屏幕上,你想不适用任何3D模型,视图,或投影矩阵(即,使用,只需穿过不变的位置着色器,或设置这些矩阵身份)。 然后你基本上可以指定直接在剪辑空间中绘制的东西的坐标。 剪辑空间实际上是一个射影空间,剪辑空间坐标实际上是四维齐次坐标,但您现在不必担心。 只要将第四个坐标w设置为 1,裁剪空间坐标将直接对应归一化设备坐标,这就是您似乎已经熟悉的 -1 到 1 坐标系。
那么,除此之外,我们如何从像素坐标获得归一化的设备坐标? 好吧,我们需要做的是将x和y像素索引的 [0.. w ) 和 [0.. h ) 范围映射到 [-1, 1] 范围内的位置(其中w和h是视口/屏幕在x和y方向的像素)。 这里要注意的一个重要的事情是在OpenGL对应于采样网格单元的中心是像素位置。 这意味着像素 (0, 0) 不会落在左下角,而是偏移了“像素的 1/2”。 如果你原谅我的 ASCII 艺术:
| | | |
+-----+-----+-----+---
| o | o | o |
+-----+-----+-----+---
| o | o | o |
+-----+-----+-----+---
| X | o | o |
+-----+-----+-----+---
(-1, -1)
像素位置之间的距离在x方向为 1/w,在y方向为 1/h。 因此,像素 ( x , y ) 在标准化设备坐标中的位置为:
x_ndc = 2.0f * (x + 0.5f) / w - 1.0f;
y_ndc = 2.0f * (y + 0.5f) / h - 1.0f;
放置在该点的顶点的齐次坐标将是(x_ndc, y_ndc, -1.0f, 1.0f)
。 请注意,z 坐标可以是您想要放置 2D 元素的任何深度(-1 对应于近平面,+1 对应于远平面)。
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