如何使用OpenGL进行3D选择/拾取

Question

如何使用OpenGL进行3D选择/拾取

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场景中有些物体可能会遮挡其他物体。当我单击鼠标或拖动选择时，我希望只选择/拾取从这个视角可以看到的物体。应用程序当前使用GL_SELECT渲染模式，但我们知道，这也会选择被遮挡的物体。此外，我读到在OpenGL 3中，GL_SELECT已被弃用。

目前有两种方法吸引我的注意。第一种是使用后备缓冲区的对象选择（《红宝书》，第14章）：将每个对象的颜色设置为其对象ID，并从后帧缓冲区读取像素的颜色。第二种是遮挡查询（《超级圣经》，第4版，第13章）。

我排除了其他方法，比如查看选择缓冲区中的最小/最大z值以及在GL之外进行自定义光线/物体检测等。

我有一些问题： 1）如果GL_SELECT在最近的OpenGL中已被弃用，开发人员应该使用什么替代品？ 2）我只读过遮挡查询被用来加速渲染。它们能用于选择/拾取吗？是否存在缺点？ 3）现有应用程序有几个glColorXXX调用。如果我选择了使用后备缓冲区的路线，并使用glColorMask(FALSE,FALSE,FALSE,FALSE)，这是否会有效地将glColorXXX调用转换为没有效果的调用，从而在选择模式下让我控制颜色？ 4）哪种方法是最好/标准的？

- PeteUK

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你真的找不到在SO上已经问过并回答了的内容吗？ - Ben Voigt

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@Ben：就我所知，在OpenGL中，关于拾取的遮挡检测方面，SO上没有任何问题，也没有将其与读取点击像素颜色的方法进行对比的问题。 - PeteUK

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你为什么排除了“在GL之外进行物体检测”的可能性？即使是最简单的图形显示也可以从空间加速结构中受益。 - cmannett85

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@cbamber85：好问题！我正在处理一个现有的应用程序，如果要在GL之外进行对象检测，则需要进行更多更改，以便提供准确的边界体积。其次，当涉及到这方面的知识时，我是个新手（即我三分钟前从未听说过空间加速结构！）。我会研究一下这个方法，并在适当的时候将其纳入我的系统中，但现在我想走OpenGL路线。顺便问一下，你能提供任何关于你建议的方法的学习指南吗？（维基页面上没有相关链接）。 - PeteUK

@cbamber85：看起来我应该调查八叉树、KD树等相关内容？ - PeteUK

我目前正在开发一款类似CAD的应用程序，由于其动态结构，我发现包围体层次结构是最有效/最简单的。KD树通常是最快的，但只适用于静态场景。搜索“BVH选择性重构”以探索一个好的途径 - 请注意，空间加速结构是一个庞大的研究领域，可能会在一开始时感到非常压抑... - cmannett85

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- PeteUK · Accepted Answer

我决定使用后备缓冲区来实现选择。以下是我的尝试来回答我的问题：

如果GL_SELECT在最近的OpenGL中已经过时，开发人员应该使用什么替代方案？
我认为最好不要使用OpenGL来完成此任务，而是像用户chamber85在原始问题的评论中建议的那样使用空间加速结构。

我只读过遮挡查询用于加速渲染。它们可以用于选择/拾取吗？有什么缺点吗？
我确定它们可以用于选择/拾取，但是需要在绘制之前知道所有想要查询的对象。使用后备缓冲区和颜色选择，可以看到光标下或矩形区域内的内容并从中过滤。

现有应用程序有一些glColorXXX调用。如果我采用后备缓冲区路线，并使用glColorMask(FALSE,FALSE,FALSE,FALSE)，这将有效地将glColorXXX调用转换为没有效果的调用，从而让我在选择模式下控制颜色是否正确？
答案是否定的。调用glColorMask()时，所有参数都是GL_FALSE不会意味着glColor3ub()调用（例如）将不被执行。它只是指定了一个颜色过滤/掩码，用于在写入颜色缓冲区之前过滤颜色。最初的想法是将颜色设置为对象ID，然后调用glColorMask()来忽略所有后续的glColorXXX()调用。但这种策略注定会失败，因为表示对象ID的颜色也将被屏蔽。

4）哪个路线是最好的/规范的？ 我认为后备缓冲区颜色选择通常是最好的，因为它不需要在绘制之前/期间设置遮挡查询。