OpenGL选择与拾取GL_SELECT 附源码

【一个提示】该方法虽然可行但是已经淘汰很多年，建议自行尝试，后面也许会写论文最好的方式是：

1. 使用Kd-tree组织场景中的物体，以便于快速查找。

2. 使用屏幕坐标->空间三维坐标的逆矩阵变换，实现选取。

在介绍开始，首先给出工程和可执行程序的下载链接：

或者http://download.csdn.net/detail/mahabharata_/9709959

程序的执行结果如下：

首先，我们在OpenGL的绘制方式有两种：GL_RENDER和GL_SELECT。顾名思义，GL_RENDER是渲染模式，也就是默认的绘制方式，通俗的讲，就是绘制操作都会被绘制在屏幕上；GL_SELECT则是选择模式，这种方式不会被绘制在屏幕上，之后的矩阵变化为选取矩阵的变化。

这里对GL_RENDER不做过多说明，因为这是默认方式，就是操纵显示在屏幕上时的矩阵变换。

对于GL_SELECT：在用OpenGL进行图形编程的时候，通常要用鼠标进行交互操作，比如用鼠标点选择画面中的物体，我们称之为拾取(Picking)，这里我们介绍一下：在OpenGL中如何拾取，如何利用OpenGL提供的一系列函数来完成拾取，再简单介绍下OpenGL的名字栈(Name stack)，拾取矩阵(Picking Matrix)等等。

1. 首先获得一系列参数信息：

1           const int BUFSIZE = 1024;  //缓冲区selectBuf
2           GLuint selectBuf[BUFSIZE];
3           glSelectBuffer (BUFSIZE, selectBuf);
4
5           GLint viewport[4];        //获取视口viewport的信息
6           glGetIntegerv (GL_VIEWPORT, viewport);

2. 进入GL_SELECT模式，并初始化名字栈

1           glRenderMode(GL_SELECT);
2           glInitNames();
3           glPushName(-1);

3. 保存一下矩阵信息：

           glPushMatrix();

4. 在GL_SELECT模式下，指定拾取窗口，并进行投影变换（GL_PROJECTION）

投影变换事实上在GL_RENDER模式下已经进行过一次，但是需要在GL_SELECT模式下，再进行一次。

1           glMatrixMode (GL_PROJECTION);      // 投影变换
2           glLoadIdentity ();
3           gluPickMatrix((GLdouble)x, (GLdouble) (viewport[3]-y), 5.0, 5.0, viewport); // 指定选取窗口(x,y为鼠标点击位置)
4           gluPerspective(45.0, (GLfloat)width()/(GLfloat)height(), 0.1, 10000.0);     // 指定视景体

5. 在GL_SELECT模式下，进行模型视图变换GL_MODELVIEW

1           glMatrixMode(GL_MODELVIEW);    // 2: GL_SELECT下模型视图变换
2           glLoadIdentity();
3           gluLookAt(0.0,0.0,10.0, 0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0);   //指定摄像机位置
4           /*
5              为了保证选取结果的正确性，在GL_RENDER下进行的所有缩放、平移、旋转等操作，这里也要进行一次。
6             */

6. 在GL_SELECT重新绘制物体，这里使用我上传的程序中的例子。

调用绘制函数，总共有3个人物，绘制函数为renderNPC(GLenum mode);

1          for(int i=0; i< 3 ;i++)
2          {
3               _characters[i]->renderNPC(GL_SELECT);  // 使用GL_SELECT方式渲染一次(并不绘制在屏幕上)
4          }

关于renderNPC(GLenum mode)的具体实现，在后面给出。

7. 出栈，让之前进行的矩阵操作释放掉。

         glPopMatrix();

8. 对选取的名字栈进行处理（选取结果已经储存在名字栈中了）

1          // 切换回GL_RENDER模式
2          GLint hits = glRenderMode (GL_RENDER); // 返回的hit：表示名字栈中结果的个数。
3          glMatrixMode (GL_PROJECTION);    /// 此处需要重新进行一次GL_RENDER模式下的投影变换。
4          glLoadIdentity ();
5          gluPerspective(45.0, (GLfloat)width()/(GLfloat)height(), 0.1, 10000.0);
6 
7          if(hits)  ///如果选中物体，设置为"选中"状态
8          {
9              _characters[selectBuf[3]]->_isSelected=!( _characters[selectBuf[3]]->_isSelected );
10          }
11  
12          updateGL();  // 在屏幕上重绘，因为有的物体已经被选中。

关于在上面出现的renderNPC(GLenum mode)函数，下面给出其内部细节（为了简单表述，以画方块为例）。

1          void renderNPC(GLenum model)
2          {
3              glPushMatrix();           
4              /*
5                 这里进行属于本物体的旋转、平移、缩放变换
6              */
7             if(model == GL_SELECT)
8             {
9                 glLoadName(_name);   //这里的_name为预先设计的该物体的名字，为一个GLuint值，比如1、2、3、.....
10             }
11             
12             if(_isSelected == true)  ///如果被选中
13             {   
14              /*
15                    对于选取的物体，进行诸如修改颜色啊啥啥啥的操作。
16              */
17             }
18             glutSolidCube(3.0);     //绘制出物体，这里以一个“方块”举例。
19             glPopMatrix();
20          }

此外，我们还需要了解的最后一点，名字栈的机制，名字栈最终保存在selectBuffer[]中。当某物件被“拾取”（被光束射中）的时候，对应的名字和相关信息便会被提交给HIT Record，存储在selectBuffer里面。相关信息包括该物件离光束发射处（相机/眼睛）最近的点的深度值和最远的点的深度值等等，以下反映了当一个物件被拾取后，名字栈机制向HIT Record发送的信息(然后HIT Record把此信息存入selectBuffer)：

击中的物件的名字的数目

这个物件中最近的点的深度值

这个物件中最远的点的深度值

击中的物件的名字之一

击中的物件的名字之二
(若有多个名字，则如此类推...)

OpenGL选择与拾取GL_SELECT 附源码

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