如何在openGL中纹理随机凸四边形

Question

好的，所以我开始查找有关 openGL 的教程以制作我的世界模组。我仍然不太了解它，因为我认为在进行我想要的小修改时我真的不应该这样做，但这让我很头疼。我想要做的就是能够正确地将纹理映射到不规则的凹四边形。

像这样：

在我尝试在游戏中运行代码之前，我进入了 openGL 以弄清楚如何做到这一点。我已经读到我需要进行透视正确的转换，并且我已经让它适用于梯形，但是对于我的生活，如果两对边都不是，我无法弄清楚该怎么做平行线。我看过这个：http://www.imagemagick.org/Usage/scripts/perspective_transform，但我真的不知道这个人所说的“8 个常量”来自哪里，或者它是否会对我有所帮助。我也被告知要做calculations with matrices，但我不知道 openGL 有多少可以处理或不处理。

我查看了几篇关于此的帖子，我需要的答案就在其中的某个地方，但我无法对它们做出正面或反面。我永远找不到帖子告诉我应该在 glTexCoord4f() 方法中放入哪些参数才能进行透视正确的变换。

如果您认为“了解 Q 坐标”页面可以解决我的问题，恐怕我已经看过它了，但它让我失望了。

我有什么遗漏吗？我觉得这应该容易得多。我发现很难相信 openGL 和它所有的花里胡哨的东西，除了矩形之外什么都没有。

所以，我希望我没有因为我的无知而激怒你，在此先谢谢你。

编辑：我想我需要明确一点，当您的四边形视图不正交时，我知道 openGL 会为您进行透视变换。我知道只是改变z坐标或我的fov。我正在寻找平滑纹理非矩形四边形，而不是在某个 fov 中放置矩形。

Answer 1

OpenGL 将为您进行透视正确变换。我相信您只是面临四边形与三角形插值的问题。仿射变换和透视正确变换之间的差异与 3D 几何有关，其中图像空间中的插值是非线性的。想想看一条路：等间距的线条在远处显得更加频繁。无论如何，回到三角形与四边形......

以下是一些相关的帖子：

• How to do bilinear interpolation of normals over a quad?

• Low polygon cone - smooth shading at the tip

• https://gamedev.stackexchange.com/questions/66312/quads-vs-triangles

• Applying color to single vertices in a quad in opengl

  给这个answer 提供了一个可能的解决方案，但这并不简单：

  解决这个问题的常用方法是在片段着色器中“手动”执行插值，这会考虑到目标拓扑，在您的情况下是四边形。或者简而言之，您必须执行重心插值，而不是基于三角形而是基于四边形。您可能还想应用透视校正。

Answer 2

您应该知道的第一件事是 没有 使用 OpenGL 很容易。这是一个非常复杂的状态机，有很多怪癖和开发人员的糟糕界面。

也就是说，我认为您混淆了很多不同的东西。要绘制带有透视校正的纹理矩形，您只需在适当设置投影矩阵后在 3D 空间中绘制一个纹理矩形。

首先，您需要设置所需的投影。根据您的描述，您需要创建透视投影。在 OpenGL 中，您通常有 2 个您关心的主要矩阵 - 投影和模型视图。投影矩阵有点像你的“相机”。

您如何执行上述操作取决于您使用的是 Legacy OpenGL（低于 3.0 版）还是 Core Profile（现代，3.0 或更高版本）OpenGL。 This page 描述了两种方法，具体取决于您使用的方法。

void BuildPerspProjMat(float *m, float fov, float aspect, float znear, float zfar)
{
    float xymax = znear * tan(fov * PI_OVER_360);
    float ymin = -xymax;
    float xmin = -xymax;

    float width = xymax - xmin;
    float height = xymax - ymin;

    float depth = zfar - znear;
    float q = -(zfar + znear) / depth;
    float qn = -2 * (zfar * znear) / depth;

    float w = 2 * znear / width;
    w = w / aspect;
    float h = 2 * znear / height;

    m[0]  = w;
    m[1]  = 0;
    m[2]  = 0;
    m[3]  = 0;

    m[4]  = 0;
    m[5]  = h;
    m[6]  = 0;
    m[7]  = 0;

    m[8]  = 0;
    m[9]  = 0;
    m[10] = q;
    m[11] = -1;

    m[12] = 0;
    m[13] = 0;
    m[14] = qn;
    m[15] = 0;
}

下面是如何在 OpenGL 1 / OpenGL 2 代码中使用它：

float m[16] = {0};
float fov=60.0f; // in degrees
float aspect=1.3333f;
float znear=1.0f;
float zfar=1000.0f;
BuildPerspProjMat(m, fov, aspect, znear, zfar);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadMatrixf(m);

// okay we can switch back to modelview mode
// for all other matrices
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

对于真正的 OpenGL 3.0 代码，我们必须使用 GLSL 着色器和统一变量来传递和利用变换矩阵：

float m[16] = {0};
float fov=60.0f; // in degrees
float aspect=1.3333f;
float znear=1.0f;
float zfar=1000.0f;
BuildPerspProjMat(m, fov, aspect, znear, zfar);
glUseProgram(shaderId);
glUniformMatrix4fv("projMat", 1, GL_FALSE, m);
RenderObject();
glUseProgram(0);

由于我没有使用过 Minecraft，我不知道它是否给你一个投影矩阵供你使用，或者你是否有其他信息来构建它。