如何从着色器获取计算结果？

Question

我从一个文件中加载了一个 3D 模型，并且需要在我的屏幕上看到它。 所有顶点都应位于主 window 内的屏幕上。然后我旋转并缩放 model，在某个时候我想再次将 model 适合 window。 因此，我编写了 function OptimiseView （见下文），它将视图矩阵乘以每个顶点 position，然后计算屏幕平面的最小和最大坐标。

上面的乘法需要很多时间。 我的着色器执行相同的乘法运算，但我无法在着色器 (GPU) 中存储最小和最大坐标，并在处理完最后一个顶点后将这些值返回给程序 (CPU)。

这可能吗？ CAD 系统如何实现此适合视图（优化视图）功能？ 太空鼠标（例如 3Dconnexion）如何在这种关系中发挥作用？

我目前使用的是 C++ 和 OpenGL。

void OptimiseView(glm::mat4& view, glm::mat4* proj, int trianglesNumber, float* positions)
{
    if ((rotAngleX != 0) || (rotAngleY != 0) || (mouseScroll != 0))
    {
        float minX, maxX, minY, maxY, minZ, maxZ;
        float centreX, centreY;
        float largestDimension;

        int triangleCount{ 0 };

        glm::vec4 vertexPosition;

        if (trianglesNumber < 1)
        {
            minX = maxX = minY = maxY = minZ = maxZ = 0;
        }
        else
        {
            vertexPosition = view * glm::vec4(
                positions[0],
                positions[1],
                positions[2],
                1.0f);

            minX = maxX = vertexPosition.x;
            minY = maxY = vertexPosition.y;
            minZ = maxZ = vertexPosition.z;
        }

        while (triangleCount < trianglesNumber)
        {
            for (int initialPosition : {0, 3, 9})
            {
                vertexPosition = view * glm::vec4(
                    positions[triangleCount * 9 * 2 + initialPosition],
                    positions[triangleCount * 9 * 2 + initialPosition + 1],
                    positions[triangleCount * 9 * 2 + initialPosition + 2],
                    1.0f);

                if (vertexPosition.x < minX) minX = vertexPosition.x;
                if (vertexPosition.x > maxX) maxX = vertexPosition.x;

                if (vertexPosition.y < minY) minY = vertexPosition.y;
                if (vertexPosition.y > maxY) maxY = vertexPosition.y;

                if (vertexPosition.z < minZ) minZ = vertexPosition.z;
                if (vertexPosition.z > maxZ) maxZ = vertexPosition.z;
            }
            triangleCount++;
        }

        centreX = minX + (maxX - minX) / 2.0f;
        centreY = minY + (maxY - minY) / 2.0f;
        largestDimension = ((maxX - minX) >= (maxY - minY)) ? (maxX - minX) : (maxY - minY);

        minX = centreX - largestDimension / 2.0f;
        maxX = centreX + largestDimension / 2.0f;

        minY = centreY - largestDimension / 2.0f;
        maxY = centreY + largestDimension / 2.0f;

        *proj = glm::ortho(minX, maxX, minY, maxY, -minZ, -maxZ);
    }
}

我也曾尝试在着色器中使用全局变量，但它们似乎只在处理单个顶点期间存储值。

我知道“适合视图”功能已经在不同的 CAD 系统中运行，我只是想知道哪种方法最好。

谢谢。

Answer 1

经过更深入的研究，我发现了 OpenGL 的东西，它被称为“转换反馈”。 最好的实用手册和我的问题的答案就在这里。

更多信息在这里。

阅读 Sam Buss 的书“ 3D Computer Graphics：A mathematical approach with OpenGL ”也很有用。 它包含许多使用不同 OpenGL 函数的示例。