Opengl 使用选择框选择三维曲面（以两种不同的方式）

我正在创建一个建模软件。我的模型都是由平面多边形组成的，这些多边形只是我用OpenGL显示的一组有序的顶点。我已经做了相当多的搜索，但令我惊讶的是，我还没有找到很多关于我正在寻找的应用程序的信息

我试图使用一个矩形框来选择曲面。这听起来很简单，但我希望它的工作方式与此方法在许多程序中的工作方式相同。以下是我正在寻找的要求：

我想要一个从左边开始到右边的矩形，只选择那些完全包含在框中的对象

从右开始向左的矩形应选择任何接触的曲面（不必完全封闭）

应选择矩形中/与矩形接触的所有对象。换句话说，我希望选择对象，无论它们是否可见。适合长方体内部的所有对象，即使被另一个曲面覆盖，仍应选择

清单上的第三个是最重要的。选择1和2都是首选，但如果证明实现它们太困难，我只能接受其中一个

我看过其他关于3D拾取的帖子，似乎大多数都建议使用颜色拾取或光线投射。我使用颜色拾取进行普通单击选择，但因为我希望框选择包括不可见的曲面，所以这不是一个选项。光线投射似乎只适用于单个单击点，而不是框。那么，有没有其他方法可以相当直接地实现我的目标呢？我认为这将是一项相当常见的任务，因为它似乎存在于许多建模软件中，但不幸的是，我还没有找到一种适合我需要的方法

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算法的伪代码将受到赞赏，但不是必需的。至少我正在寻找一种方法，我可以自己研究并找到一些示例；我只是不知道应该在哪里查找。

我可以直截了当地告诉您，颜色拾取将不起作用；您必须对每个对象执行一次才能满足要求要求（3），因为只有一个像素进入帧缓冲区

至于光线投射，它确实只测试一个点，但实际上可以通过取消投影选择矩形的四个角来创建测试体积。可以在世界空间中的近平面（

Win_Z=0

）和远平面（

Win_Z=1

）找到坐标并使用此选项从二维选择区域构造三维体积

从中得到的体积称为平截体（假设透视投影），它看起来像一个顶部被切掉的金字塔。平截体相交测试有很好的文档记录，任何讨论“平截体剔除”的内容应该为您提供足够的背景来实现这一点。如果您可以使用轴对齐的边界框和/或球体来近似这些对象的边界，您的生活会轻松得多

下面的示例很好地说明了此测试卷：

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在CPU上执行自己的交点计算当然是一种选择。但基于我对您的需求的理解，我认为您也可以让OpenGL来完成这项工作，这应该会更简单、更高效

方法概述 想到的机制是遮挡查询。它们允许您计算已渲染的像素数。如果您将此与使用剪刀测试相结合，则可以计算在选择矩形内渲染的像素数

用例的应用 用例2是这种方法中比较简单的一个。您将选择矩形设置为剪刀形矩形，并使用每个曲面的遮挡查询渲染所有曲面。然后检查查询结果，查询结果大于0的所有曲面在选择矩形内都有像素

用例1有点棘手。要知道曲面是否完全包含在矩形中，需要两次过程。在启用剪刀测试的情况下，使用遮挡查询进行渲染，如上一次。然后在禁用剪刀测试的情况下第二次执行相同的操作。如果曲面对这两次都具有相同的查询结果通过时，它完全位于矩形内

实施 我不打算为此提供完整的代码。这应该非常简单。但这里有一些指针和代码片段。这些调用是用C绑定显示的。我希望很明显，Python绑定的情况也是如此

首先，由于要在选择中包括隐藏曲面，因此需要禁用深度测试：

glDisable(GL_DEPTH_TEST);

由于您实际上不需要生成输出，并且可能不想干扰视觉渲染输出，因此您可能还需要禁用颜色输出：

glColorMask(GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE);

如果启用了背面剔除，则可能还需要禁用该选项：

glDisable(GL_CULL_FACE);

然后，对于上面提到的只想计算选择矩形内像素数的过程，设置剪刀矩形并启用剪刀测试：

glScissor(selectionLeft, selectionBottom, selectionWidth, selectionHeight);
glEnable(GL_SCISSOR_TEST);

对于使用遮挡查询的渲染，每个曲面都需要一个查询对象：

GLuint queryIds[surfaceCount];
glGenQueries(surfaceCount, queryIds);

然后，对于每个曲面，使用

k

作为循环索引：

glBeginQuery(GL_SAMPLES_PASSED, queryIds[k]);
// render surface k
glEndQuery(GL_SAMPLES_PASSED);

渲染所有曲面后，可以获得查询结果：

GLint pixelCounts[surfaceCount];
// for all surfaces k
glGetQueryObjectiv(queryIds[k], GL_QUERY_RESULT, &pixelCounts[k]);

然后评估像素计数，以决定应选择哪些曲面，如前一节中针对每个用例所述

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完成后，不要忘记重置所有状态以准备再次渲染。深度测试、颜色遮罩、剪刀测试等。

我知道我迟到了，但实际上颜色拾取可以用于选择深层对象，同时通过解决方法执行：按下shift+鼠标滚动时进行选择剥离

或者换句话说，当你做第一个矩形t时