回顧并為今天的內容做鋪墊
好,現在開始這一集。今天我們將進行一些用戶界面編程,覺得這是一個展示如何編寫這類代碼的好時機。很多人對如何做用戶界面代碼都很好奇,所以展示一下如何編寫是非常有意義的。
我之所以在現在的這個地方做這些工作,是因為對于目前的游戲來說,并沒有太多理由去做復雜的用戶界面代碼。畢竟,這不是一個需要復雜界面的游戲,沒有很多工具欄、對話框或者其他類似的東西,游戲的類型是動作游戲。因此,我利用這個機會,編寫一些用戶界面代碼。
我們目前正在做的是一個調試查看器,基本上就是一個查看調試信息的工具。我們在這個功能上已經取得了相當大的進展,能夠做一些很酷的事情。但仍然有更多的工作要做,所以今天我想繼續在這個方面進行編碼。
運行游戲,看看當前進展
好,現在來看一下目前的進展。這里是我們的鍵盤系統,正在運行的狀態。上次我們離開時,做了一些小的測試,我們最近做的事情是添加了能夠管理多個層級版本并分別跟蹤它們狀態的功能。這意味著我們可以有多個層級的狀態,并且可以分別處理每個層級的狀態。
這樣,如果我們希望有一個渲染部分在某些地方顯示,而在其他地方隱藏,系統是完全支持的,完全不會造成問題。我們通過這個系統解耦了層級的狀態與實際層級本身的關系。這樣,我們就不需要擔心層級的狀態與正在交互的對象之間的耦合問題。
這是我認為應該做的事情,因此我們也實現了它。接下來的目標是,我希望今天開始,因我們已經接近完成,能夠繼續推進我們的調試層級視圖的工作。
考慮是否要擺脫顯式構建調試層次結構
我想做的事情是開始查看調試變量的實際表現形式。我的目標是將調試基礎設施向前推進一步,達到一個比較重要的地方。目前我們所做的是,調試層級的底層數據是顯式構建的,并且一直存在在內存中。
具體來說,如果查看代碼的話,你會看到我們在這里顯式地構建了這個層級的實際版本,并且它會一直存在于內存中。這意味著任何想要添加調試變量的地方,都必須實際創建一個真實的調試層級,并將其存儲在內存中。這樣做的一個問題是,它可能會讓一些代碼變得麻煩,尤其是當其他代碼想要快速暴露調試變量時。
因為現在這是一個保留模式的東西,任何想要暴露調試變量的代碼都必須經歷創建它并將其放到某個地方的麻煩。對于全局變量來說,這并不算什么大問題,因為它們像是開關,開了就能用,關了就沒有影響。對于像是否使用大地震的輪廓這樣的全局變量,開關的存在和關閉沒有太大影響,我們只需要創建它然后忘記它,調試系統就可以始終使用它。
然而,我更感興趣的是處理更復雜的問題,特別是當游戲中的某些內容想要暴露調試信息時,它們不一定想花費額外的精力去創建一個實際的調試樹。這種情況下,我們可能希望避免讓這些內容強制管理或存儲一些東西,而是希望它能夠直接工作。
所以,我想做的是探索一下如何使這個過程變得更順利,尤其是讓我們能夠檢查實體的狀態。比如,能夠查看一個實體的值,因為這是調試過程中可能比較困難的一部分。我們可能并不總是知道哪個實體出了問題,想要了解它的狀態很困難。能夠查看某個實體的狀態,可能會是一個我們系統中非常有用的功能。
今天,我希望能夠從這個方向開始,著手解決這個問題。
討論編寫使用代碼并統一系統
決定完全忽略已經寫好的調試代碼,先去修改實體代碼,使得能夠檢查那些變量。接下來,回到調試系統,并將這兩個部分統一起來。
這種做法是常見的編程技巧。如果知道某個操作或任務需要系統完成,通常會先編寫該任務的使用代碼,即先實現如何使用該系統,然后讓這個使用代碼決定系統應該如何工作。在這種情況下,雖然之前已經做了一些初步的工作,例如為預處理定義了一些常量,但對其他用例并沒有真正考慮過。所以,計劃清除當前的用例,并讓新的需求驅動系統的更新,而不是先改變系統結構,期望它能支持新需求,再去使用時發現不合適。通過先實現目標,然后根據實際需求來完善系統,是一種更加高效的工作方式。
game_sim_region.cpp:查看當前實體的處理方式
如果我們要做類似的事情,可以先看看game_sim_region代碼,這是我們處理敵人的地方。你可以看到我們在這里是怎么做的。
當我們進行初始化時,我們會循環遍歷所有在當前區域中的實體,并將它們添加到模擬sim系統中。這部分代碼在這里有體現。所以,如果我們在這里做類似的操作,去循環并將實體添加到模擬系統中,那么就會出現一個有趣的問題:是否應該在這個地方宣布實體呢?這個問題并不好回答。
但是我知道的是,在將所有這些實體添加到模擬系統之后,我們現在可能有一種比較簡便的方式來選擇它們。所以我想做的是,能夠做一些操作,讓我們能夠很容易地選擇并檢查這些實體。
實現點擊實體進行檢查的功能
我們希望能夠通過鼠標點擊或者其他方式來選擇實體。具體來說,就是能點擊到某個實體,并選中它。這樣,我們就能知道這個實體在游戲中的具體情況,或者它的屬性和狀態,基本上就是可以通過這種方式來“查看”該實體。
在初始化過程中,我們會添加實體到模擬系統中,可以看到在這段代碼里,我們將它們加入到模擬中,并且有一個實體碰撞體積組,這個組告訴我們實體的邊界范圍。基本上,我們目前對實體邊界的了解就是這些。
我記得,當我們進行“移動實體”時,可能會使用這些碰撞體積來處理,或者使用其位置來插入數據到集合中。我認為插入時不太關心實體的邊界,而是直接用位置將其放入集合。雖然碰撞體積是我們大部分實體的一個屬性,但其實我們也可以僅使用實體的位置來進行選擇。
目前來說,不確定哪種方法更適合,但是無論哪種方式,都有一些選擇和可能性。
運行游戲并演示我們想要實現的效果
首先,想要處理的第一個問題是如何繪制實體的碰撞體積,以便我們可以看到它們。到目前為止,如果觀察當前顯示的內容,我們可以看到實體和它們的碰撞體積,但是這些碰撞體積并沒有在屏幕上顯示出來。實體可能是不可穿透的,但它的碰撞體積并沒有直觀呈現給我們。
為了能夠看到這些碰撞體積,我打算引入一種方法,在屏幕上繪制這些碰撞體積。這樣,我們就能直觀地看到這些碰撞區域。為此,我們可能需要引入像線條這種基本圖形,或者考慮使用矩形來繪制碰撞體積,盡管這有些復雜,因為矩形的兩個點在三維空間中的投影等問題需要考慮。
碰撞體積的定義中包含一個位置偏移和一個尺寸(dim)。這意味著每個碰撞體積都有一個位置坐標,相對于實體的中心位置,以及一個表示其大小的尺寸。在渲染系統中,我們沒有直接用來渲染碰撞體積的東西。現有的矩形渲染功能只支持二維坐標的尺寸,而碰撞體積的尺寸實際上是三維的,這樣就無法直接渲染出一個三維矩形。
因此,考慮到這一點,我們可能需要設計一種新的方法來繪制這些碰撞體積。例如,我們可以創建一個函數,接受兩個三維點來構建一個矩形,圍繞這兩個點繪制出碰撞體積的區域。或者,我們也可以使用“繪制矩形輪廓”這樣的功能,因為我們可能不想填充碰撞體積,而是僅僅繪制出其邊界,這樣可能會更有意義。
game.cpp:引入DEBUGUI_DrawEntityOutlines
首先,開始時的目標是實現一個簡單的功能。當處理所有實體和渲染循環時,可以在渲染的最后階段,遍歷所有實體的碰撞體積,并為每個實體繪制輪廓。這是一個簡單的過程,可以在渲染流程的末尾完成。
在渲染過程中,已經有了處理“推送矩形”的功能,而現在的目標是將這種功能擴展到所有實體的碰撞體積。可以通過遍歷所有實體并為每個實體的碰撞體積繪制輪廓,這樣無論是什么類型的實體,都能繪制出它們的碰撞體積邊界。
接著,需要在配置文件中定義一個新的選項,比如 "DrawEntityOutline "。這個選項的作用是啟用繪制實體輪廓的功能。通過將這個設置添加到配置文件中,就能控制是否繪制所有實體的碰撞輪廓。
在實現時,會進行一些變量和代碼的定義工作,比如在 RGB 變量文件中添加對應的定義,并確保功能能夠編譯通過。這樣,系統就可以根據需要繪制所有實體的輪廓,幫助調試和檢測問題。
運行游戲,查看新的輪廓
在實現了實體輪廓繪制功能后,得到了大致正確的效果,可以看到不同的實體輪廓已經被繪制出來。我們使用了與之前相同的代碼來繪制這些輪廓,效果是可以接受的。繪制的輪廓有些許厚重,但整體上效果基本正確。
對于碰撞體積的繪制,雖然只考慮了二維的 X 和 Y 維度,而忽略了 Z 維度的范圍,這種做法雖然簡化了問題,但對于當前的需求來說,這種處理方式是可以接受的。畢竟,這樣的繪制方式對于調試和檢測是足夠的,尤其是在當前的系統中,可能不需要過于復雜的三維碰撞體繪制。
game_render_group.cpp:使PushRectOutline函數可以額外接受Thickness參數
目前繪制的輪廓看起來稍微有些厚,可能需要調整一下。在考慮這個問題時,懷疑目前使用的 PushRectOutline
方法是否支持調整線條的粗細。似乎它并不直接支持這種功能,因此需要考慮對這個方法進行修改或擴展,允許設置輪廓的線條厚度。
理想情況下,可以在調用 PushRectOutline
時,傳入一個可調整的厚度值,這樣在繪制實體的輪廓時,可以根據需求調整線條的粗細,使得輪廓顯示更加精細或符合調試需求。
運行游戲,查看更細的品紅色輪廓
現在,已經能夠在屏幕上看到實體的邊界,邊界使用了鮮明的品紅色輪廓,效果不錯。接下來,目標是實現鼠標選擇這些邊界中的一個。當鼠標在屏幕上移動時,可以點擊某個實體的邊界,并將其選中,突出顯示該實體。
為實現這個目標,只需要判斷鼠標指針是否位于某個矩形區域內,就像之前所做的那樣。通過這種方式,可以輕松地實現點擊選擇某個實體的功能。
考慮視角變換的問題
問題在于,當前的視圖使用了一個變換(transform)。例如,使用調試攝像機時,整個場景會縮小,所以顯然在渲染時并沒有一個標準的坐標系統。實際的過程是,世界坐標和攝像機的位置通過投影轉換為屏幕上的實體位置。
為了讓鼠標能夠準確地與實體進行交互,需要將鼠標位置從屏幕坐標反轉回游戲世界坐標。這是因為,鼠標的位置是基于屏幕坐標的,而實體的位置是通過攝像機變換投影到屏幕上的。因此,需要逆轉這個渲染過程,將鼠標位置從屏幕坐標轉換回世界坐標,才能進行正確的碰撞檢測和選擇。
在調試界面中,不需要做這種轉換,因為調試界面是直接在屏幕上的像素空間中進行的,鼠標位置和界面元素的像素位置是一致的,所以沒有這種復雜的變換過程。而在處理游戲實體時,由于這些實體是經過攝像機變換的,需要找到一種方法來逆轉這個過程,才能確保鼠標點擊能夠正確地選中對應的游戲實體。
game_render_group.cpp:查看Unproject函數
在代碼中,存在一個名為 Unproject
的函數,它用于將屏幕上的坐標逆投影回世界坐標。這個過程通過獲取顯示器的維度,進行逆投影,從而了解攝像機視野的范圍。事實上,這個逆投影過程本來就是有用的,且已經存在了。
函數的使用是基于某種矩形區域,目的是從顯示器的維度推算出攝像機能夠看到的世界坐標。因此,理論上,如果將鼠標坐標傳入這個 Unproject
函數,它可以返回鼠標在世界坐標中的位置。
這個過程的關鍵在于能夠將屏幕上的像素坐標轉換回世界中的相應位置,這樣鼠標點擊事件就可以正確地與世界中的實體進行交互。
黑板:為什么我們需要相機的距離
在討論屏幕上鼠標的位置時,假設屏幕、攝像機和世界中的某個點(如樹)之間的關系,可以通過投影來理解。首先,攝像機會將樹上的某個點投影到屏幕上,屏幕上的每個點都對應著世界中一條從焦點到該點的線上的所有點。換句話說,在屏幕上的一個點對應著一條線,而這條線上的每個點都會投影到該屏幕上的同一位置。
但是,當我們進行逆投影時,問題就變得復雜了。如果已經知道了屏幕上的某個點,想要找出對應世界中的位置,實際上并不存在一個唯一的世界坐標與屏幕上的單一點一一對應。因為世界中的每個點都會映射到這條線上的某一個位置,所以我們無法直接得到一個明確的坐標。
為了克服這個問題,需要引入一個額外的參數——攝像機到屏幕上的某個平面的距離。這個距離表示的是沿著投影線的距離,用來確定在該投影線上應該選擇哪個點。通過這個距離,可以找到相應的世界坐標,因為在知道這個距離后,我們就能確定對應的世界位置。
黑板:概念化實體拾取的過程
在進行選取操作時,問題變得更加復雜,因為我們并不總是知道要選取的是哪個平面。假設在場景中有多個物體重疊在一起,例如遠處有更多的樹木,這時我們需要能夠在多個實體之間進行選擇,并且可能有多個實體與鼠標光標重合。因此,當我們嘗試進行選擇時,不僅僅是在尋找與光標位置對應的單一實體,而是要確定哪些實體與光標所在的射線(即從攝像機到鼠標位置的這條線)相交。
這就涉及到更復雜的操作,因為我們需要考慮每個實體在攝像機視野中的位置,并計算它們是否與這條射線相交。接下來還需要判斷,哪些交點離攝像機更近,從而決定最終選中的實體。雖然這個過程稍微復雜,但實現起來并不困難,因此可以通過這個方法來進行選擇操作。
我們的目標是當鼠標移動時,能夠實時地改變實體的顏色,比如將顏色改為黃色,這樣就能直觀地看到鼠標當前選中的實體,從而確保選擇功能正常工作。
game.cpp:對MouseP進行Unproject處理
為了實現這個功能,可以通過比較簡單的步驟來進行。首先,可以設定一個標志來檢查是否高亮顯示某個實體,或者直接在繪制輪廓時修改輪廓的顏色。例如,初始時輪廓顏色是品紅色,然后在某些條件成立時將顏色改變為黃色。這樣,就能夠直觀地看到哪些實體是當前選中的。
具體的做法是,首先需要反向投影鼠標的位置。投影的目的是將鼠標在屏幕上的位置轉換成世界空間中的位置,這樣才能確定鼠標點擊的是哪個實體。在進行這個操作時,還需要確保坐標系是合理的,并且會處理鼠標位置在場景中的轉換。
接下來,我們需要計算實體與鼠標光標之間的距離。在這里,計算的是實體在其所在平面上的位置,通常這個位置是相對于攝像機的。計算這個距離時,首先要確定攝像機的位置,并確保攝像機設置正確。通過這種方式,可以得到鼠標點擊的實體是否位于指定的平面上。
然后,根據這個信息,我們可以更新鼠標的選擇狀態。當鼠標點擊某個實體時,會根據計算的距離和投影結果來確定實體是否被選中。最終,根據鼠標位置所對應的實體,修改其輪廓顏色,使得選中的實體變為黃色,其他未選中的實體保持原來的顏色。
game.cpp:將LocalMouseP與2D實體Volume->Dim進行比較
我們討論的是如何實現碰撞檢測,特別是在一個二維空間中判斷一個點(比如鼠標位置)是否與某個矩形碰撞。首先,我們假設有一個碰撞體積的矩形,該矩形的維度和偏移量都已知。我們的目標是基于這些信息,判斷一個給定的點(如鼠標的位置)是否位于該矩形內部。
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理解碰撞體積的表示:每個碰撞體積有一個矩形維度(寬度和高度)以及一個偏移量(相對于某個參考點的位置)。我們假設碰撞體積的矩形是以某個中心點為基準,定義了一個矩形區域。
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鼠標位置轉換:為了判斷鼠標是否在矩形內,首先需要計算出鼠標相對于碰撞體積中心的局部坐標。也就是說,要將鼠標的全局坐標轉換為相對于碰撞體積中心的坐標。這可以通過減去碰撞體積的中心位置來實現。
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判斷是否碰撞:當我們得到了鼠標的局部坐標后,可以比較這些坐標是否在碰撞體積矩形的范圍內。具體來說:
- 如果鼠標的x坐標在矩形的左右邊界之間,并且y坐標在矩形的上下邊界之間,那么可以認為鼠標與該碰撞體積發生了碰撞。
- 由于碰撞體積是以中心點為基準的矩形,我們需要檢查鼠標坐標是否在矩形寬度的一半和高度的一半的范圍內。
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局部坐標轉換和碰撞測試:通過將坐標轉換為局部坐標后,判斷條件會變得非常簡單:
- 檢查局部坐標x是否大于負的矩形寬度的一半且小于矩形寬度的一半。
- 同理,檢查局部坐標y是否大于負的矩形高度的一半且小于矩形高度的一半。
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簡化處理:這種碰撞測試方式僅適用于二維空間。雖然可以使用更復雜的三維射線檢測來進行更精確的碰撞檢測,但在調試過程中,二維檢測已經足夠使用,不必復雜化。
通過這種方式,可以高效地檢測鼠標是否在碰撞體積內,而不需要進行復雜的三維碰撞測試。
game.cpp:對鼠標位置進行PushRect處理
我們正在討論如何處理鼠標輸入,并記錄鼠標位置以便進行調試。首先,系統會給出鼠標的x和y坐標,也就是我們可以通過這些坐標知道鼠標的位置。但問題是,系統提供的這些坐標并不總是準確的,因此我們希望能夠記錄下鼠標的位置,以便查看系統認為的鼠標位置與實際的鼠標位置之間的差異。
為此,我們決定使用一種方法來“推送”記錄鼠標的位置。具體來說,不需要特別復雜的操作,可以通過臨時記錄鼠標的坐標來實現。這樣,在渲染操作之后,也就是在控制器邏輯執行完畢之后,我們就能看到鼠標的真實位置。
這個過程涉及到在渲染時記錄鼠標坐標,而不是依賴于每次都重新計算或記住系統認為的鼠標位置。通過這樣的方法,我們可以輕松地調試和檢查鼠標坐標的準確性,而不需要做復雜的處理。
game.cpp:做一個正交(Orthographic)調用繪制MouseP
在進行鼠標位置調試時,我們希望能夠在投影之前顯示鼠標的位置。為此,需要先進行一個正交投影(orthographic projection),這其實不算復雜的操作。正交投影可以幫助我們在渲染時準確地顯示鼠標位置。
首先,我們要在執行控制器邏輯之后(也就是做其他事情之前),通過正交投影來繪制鼠標的當前位置。這可以通過簡單地將鼠標坐標用 ASCII 圖形或其他簡單方式顯示在屏幕上,作為額外的調試輸入。
為了做到這一點,我們需要確保在開始繪制之前清理屏幕,避免任何殘留的圖形干擾當前的顯示。清理操作通常會清空整個表面,但具體行為需要確認。然后,清理之后,我們可以繪制一個矩形框來表示鼠標的當前位置。這個矩形框的尺寸可以簡單設置為固定的值,比如 1x2 或者 2x2,這樣就能在屏幕上看到鼠標的準確位置。
完成這些步驟后,我們就可以在進行更復雜的操作之前,確認鼠標的位置是否正確。需要注意的是,繪制鼠標位置的操作應該在所有其他渲染內容之后進行,以確保鼠標位置能夠正確顯示在其他圖形之上。
最后,應該確保這些繪制操作按順序進行,尤其是在進行更復雜的渲染之前,這樣才能有效地進行調試,確保鼠標位置的準確性。
game_render_group.cpp:向Orthographic函數中添加OffsetP和Scale參數
在渲染過程中,另一個想法是重置變換矩陣,特別是重置渲染偏移量(OffsetP)。我們需要檢查是否有辦法將渲染變換矩陣設置為單位矩陣(identity)。這一步非常重要,因為單位矩陣代表沒有任何變換,所有坐標都會按原始狀態進行處理。這樣可以確保在渲染其他內容時,不會受到之前的變換影響。
查看當前的變換矩陣,發現偏移量(OffsetP)并沒有被設置,而變換矩陣包含了偏移量和縮放(scale)。這些值沒有在當前的渲染過程中得到適當的重置,這可能會影響后續的渲染操作。因此,可能需要手動清理這些變換,確保它們被正確重置為初始狀態。
如果不清理這些變換,可能會導致后續渲染結果不正確,因為之前的偏移和縮放操作會影響新的渲染內容。所以,覺得在渲染之前重置這些變換矩陣是必要的,這樣可以確保渲染的每一步都是基于正確的坐標和狀態進行的。
兩行要移動到函數結尾不然會有問題
運行游戲,查看鼠標位置
現在可以看到鼠標位置已經正確顯示在屏幕上,這表明我們已經驗證了鼠標位置的準確性,這是我們想要的結果。然而,仍然存在一個問題,就是在正交模式下,雖然我們能夠看到鼠標的位置,但我們并不確定這個鼠標位置是否已經正確地投影到屏幕上。具體來說,我們不清楚鼠標的坐標是否已經按照正確的投影方式顯示在屏幕上。
因此,我們需要查看鼠標位置的實際值,尤其是當鼠標位于屏幕的不同位置時(例如,當鼠標位于屏幕的頂部)。通過查看這些實際值,我們可以確定鼠標坐標是否正確地被投影到了屏幕上,并確保坐標轉換過程沒有出錯。這樣可以幫助確認渲染和投影過程的準確性,確保鼠標位置在不同情況下的正確顯示。
調試器:進入GameUpdateAndRender并檢查MouseP
目前,想要檢查鼠標坐標的實際值,因此決定在代碼中隨便一個地方設置斷點,不管是在游戲更新(game update)還是渲染(render)過程中的任何位置。目標是查看鼠標位置的實際值,即 MouseP
被設置成什么樣,特別是當鼠標坐標最終被計算出來時。
為了更方便地查找,使用了快速查找功能,搜索了 mouse
相關的代碼。在查看了 MouseP
的值后,發現當前的鼠標 x 坐標是 -934,y 坐標是 511。這表明,鼠標坐標實際上是使用屏幕坐標系來表示的。這個坐標值看起來是完全合理的,符合預期的屏幕坐標系統。
通過這種方式,能夠確認鼠標的坐標系統是基于屏幕的,確保了坐標轉換和渲染過程中的準確性。
game.cpp:嘗試繪制LocalMouseP
接下來,想要將調試過程提升到一個新的層次。在繪制調試輪廓時,除了繪制之前的內容,還希望能夠繪制局部坐標的鼠標位置(local mouse position)。這樣可以幫助更清楚地查看鼠標在本地坐標系中的位置。
具體來說,當前的操作是遍歷這些碰撞體積,并計算出局部鼠標位置(local mouse p)。然后將這個局部位置投影回世界坐標系。接下來,目的是在繪制時能夠顯示出這個局部鼠標坐標,也就是說,先將局部鼠標位置計算出來,然后通過投影再繪制出來。
為了實現這一目標,需要首先計算出局部坐標對應的z值,然后使用這個值來幫助計算鼠標位置在世界坐標中的實際顯示位置。通過這些計算,最終可以決定如何繪制這個位置,可能會用更大的標記或者某種顏色(比如青色),讓它在調試過程中更容易辨識。
另外,還可以考慮用一種方式將這個點與其他參考點(如原點)連接起來,形成一個從零到鼠標位置的向量,進一步幫助理解鼠標的準確位置。
運行游戲,未能顯示LocalMouseP
接下來,想要檢查是否能夠看到繪制出來的局部鼠標坐標。如果看不到,可能是因為計算有問題。理應每個實體的局部鼠標坐標都能顯示出來,但目前并沒有看到預期的結果。這表明可能存在一些錯誤,導致鼠標位置沒有正確地顯示。
考慮到這一點,意識到可能自己在思考這個問題時有所偏差,沒有正確地執行所需的操作。當前的做法顯然并沒有按照預期產生效果,因此需要重新審視代碼,確保計算和繪制過程是正確的。
game.render_group.cpp:調查為什么看不到LocalMouseP
目前出現了問題,無法看到預期中的鼠標位置。雖然已經遍歷了所有體積(volumes),并且根據每個體積的z值進行了逆投影(reverse projection),并且將x和y坐標與體積進行差值運算,理論上這些應該是局部坐標(local to the entities)。雖然這個計算有一點偏差,因為體積是球形的,但應該還是比較接近預期的局部坐標。
當鼠標懸停在實體上時,應該能夠看到鼠標位置附近的某些標記或圖形,但實際情況是并沒有看到任何預期的結果。這意味著當前的計算或者操作有誤,需要進一步分析為什么沒有得到正確的結果。
仔細回顧了一下代碼,當前的計算方式是:根據相機距離、焦距(focal length)和投影的x、y坐標,進行一些計算來得到鼠標位置的投影。然而,這個計算似乎沒有正確地轉換為像素坐標。問題出現在投影到世界坐標后,進行從“米”(meters)到“像素”(pixels)的轉換時。
具體來說,投影后的x、y坐標經過了“米到像素”的轉換,這個轉換可能是問題所在。如果我們查看代碼,可以看到在進行投影后,計算的是從米到像素的轉換。因此,在未進行“米到像素”轉換之前,應該先應用這個轉換,才能得到正確的像素坐標。
game.cpp:將鼠標的Transform乘以PixelsToMeters
目前,存在一個問題,鼠標位置的轉換沒有正確完成。鼠標坐標(MouseP)的局部z值已經是以米為單位的,而鼠標位置本身還沒有進行單位轉換。因此,需要將“米”轉換為“像素”才能得到正確的屏幕坐標。
目前有一個“米到像素”(MetersToPixels)的轉換方法,但似乎沒有實現反向轉換(像素到米)。為了解決這個問題,可以通過將“米到像素”的轉換反轉,即將像素坐標乘以轉換的逆值,來進行正確的轉換。
此外,發現實際的轉換并沒有如預期那樣進行,因為轉換過程應該基于“像素到米”的反向操作,而不是僅僅進行“米到像素”的操作。為了修復這個問題,可以在處理過程中將米轉換為像素,然后按照反向轉換的方式來進行操作,這樣就可以得到正確的鼠標位置。
還需要注意的是,當前計算出來的坐標是在“米”單位下的,這會導致坐標的值過大。因此,需要將計算結果縮小,使得它適應正確的屏幕坐標系統。
運行游戲,發現矩形位置不正確
目前整體進展逐漸接近目標,雖然還有一些細節沒有完全到位,但整體邏輯開始趨于正確。從當前表現來看,鼠標的投影結果已經可以顯示出來,但存在一個明顯問題:所有的繪制元素似乎都共享了同一個偏移量,而不是根據每個碰撞體(bounding element)分別計算的。
理想情況下,每一個碰撞體的偏移應該是相對于其各自的局部坐標系進行的,而不是統一使用一個通用的偏移量。當前的狀態下,雖然鼠標移動可以觸發繪制,但由于缺乏個體差異化處理,所有繪制內容的相對位置是一樣的,導致邏輯上的偏差。
不過從整體來看,系統已經具備了鼠標位置獲取、反投影、單位換算以及初步的繪制能力,說明核心架構已經具備,只是細節尚未處理完全。例如需要為每個碰撞體計算獨立的局部坐標偏移,使得最終繪制的位置能夠正確反映實體之間的位置差異。
盡管目前效果有些抖動、不穩定,表現略顯粗糙,但可以確認各項邏輯正逐步接近預期功能。接下來,只需理清每個體積對應的局部偏移計算邏輯,并確保單位換算在每個實體下都進行獨立處理,就可以得到準確的調試繪制結果。整體思路是正確的,剩下的主要是實現細節上的完善與調整。
game.cpp:調查為什么矩形位置不正確
現在在完成了像素與米之間的單位換算后,我們在反投影鼠標位置并將其圍繞特定碰撞體進行居中時,又發現了另一個問題。
我們最初在進行偏移量計算時,使用了 OffsetP.x
、OffsetP.y
和 OffsetP.z
,但實際上這些值并不是碰撞體在世界空間中的真實位置。它們僅僅是相對于某個實體的局部偏移。因此,我們必須先將鼠標的位置轉換為相對于該實體的位置,才能繼續后續的操作。
為此,我們引入了一個新的變量 MetersMouseP
,表示以米為單位的鼠標坐標,然后需要將它轉換為以該實體為基準的相對坐標。只有在正確地獲取這個相對位置后,后續的投影和碰撞檢測等操作才能基于正確的空間坐標系進行。
此時,問題還出在 LocalZ
的使用上。原本的 LocalZ
實際上并沒有包含該實體的空間位置信息,因此它不是一個正確的局部深度值。要解決這個問題,需要將實體自身的位置(比如實體的位置 entity_p
)加入到 MetersMouseP
的計算之中,從而保證所得到的局部坐標是真正相對于該實體的。
另一方面,unproject
操作在內部使用了 transform
,而這個 transform
已經是基于當前實體配置過的,因此投影操作本身是沒有問題的。然而,進行 MetersMouseP
和 OffsetP
的減法操作時,沒有經過 transform
,就沒有包含實體的位移信息,導致計算出來的相對位置不準確。
這一點非常關鍵:所有發送給渲染系統用于繪制的坐標,已經在 transform 設置后自動變成了相對于當前實體的位置,但我們自己手動做減法計算位置偏移時,必須也要做相應處理,否則就會造成局部坐標的錯誤。
總結如下:
- 鼠標坐標必須先轉換為米為單位,并基于實體的位置做相對化處理;
LocalZ
的值需要包含實體位置的信息,才能代表正確的深度;unproject
自動使用已配置的 transform,因此不會出錯;- 手動計算偏移時,需要手動包含實體的位移,才能與
unproject
之后的結果對應; - 渲染系統在 transform 設置之后,所有坐標都是基于當前實體的,因此后續繪制、測試等都必須使用與之匹配的坐標系。
這些調整是確保調試繪制精確對齊實體和鼠標交互判斷的關鍵步驟。經過這些校正后,鼠標位置的繪制應該可以正確地反映實體之間的空間關系,真正實現準確的調試與交互分析。
game.cpp:將實體的Transform傳遞給Unproject調用
當前這部分數學計算存在問題,因為它并沒有真正做到“相對”的處理。現在的實現僅僅使用了碰撞體(volume)的 OffsetP
,但實際上它還應當考慮實體(entity)本身的位置 p
,因為最終的空間位置不僅取決于碰撞體的偏移,還取決于實體在世界空間中的位置。
換句話說,如果只使用 OffsetP
,那計算出來的局部坐標就只是相對于碰撞體的原點,而不是相對于整個實體的位置,因此得出的結果是錯誤的。
正確的做法應該是:需要同時考慮兩部分信息:
- 碰撞體自身的偏移量
OffsetP
; - 實體的空間位置
p
(也就是 transform 中的基礎位置);
只有將這兩部分組合在一起,才能得到真正的本地相對坐標,也才能確保和渲染系統的 transform 邏輯一致。
這里其實也進一步說明了一個核心問題:這個錯誤可能就是之前調試中鼠標位置始終偏離實體、對不上實際位置的根源。因為沒有把實體的位置包含進來,所以無論怎么調試,鼠標與碰撞體之間的對齊始終存在偏差。
通過補全這部分邏輯,現在的數學模型才能真正準確反映實體和鼠標在世界空間中各自的位置和偏移關系,進一步保證調試可視化時能夠準確顯示鼠標所指向的對象和區域。
總結如下:
- 原來的計算只使用了
OffsetP
,缺失了實體的p
; - 實際上需要把兩者組合起來,才能表示完整的空間位置;
- 渲染系統會基于 transform 來處理坐標,因此手動邏輯也必須與之保持一致;
- 這可能就是之前鼠標調試邏輯不準確的根本原因;
- 修復這部分后,坐標的局部化轉換才能正確,調試也才真正有效。
運行游戲,看到接近正確的位置
我們現在離目標更近了一步,但目前繪制出來的調試圖形仍然顯得過于保守,偏小,表明計算中仍存在偏差。
當前的處理流程如下:
- 首先將鼠標位置
MouseP
從像素坐標轉換為米單位,這是通過乘以pixels_to_meters
實現的,這是正確的; - 接著使用這個轉換后的坐標,結合深度值
z
進行透視反投影unproject
,這也是我們想要做的; - 然后從反投影得到的位置中減去實體變換的偏移量
transform.offset
加上碰撞體的偏移量volume.offset
; - 最后將這個結果用于繪制調試圖形;
從邏輯上看,這一系列操作是合理的,特別是在反投影時,已經考慮了當前實體的變換變換矩陣,所以理論上變換后的坐標應該就是鼠標在當前實體坐標空間下的位置。
然而實際表現上,并沒有達到預期。鼠標移動時,各個實體上的圖形沒有正確對齊在光標之下,說明推導的相對位置仍有偏差。
這是為什么?
因為在透視投影下,空間坐標的映射并不是線性關系。我們在執行反投影后,得到的是世界坐標中的點,接著將其視為相對于某個實體的局部坐標時,仍需要精確考慮該實體的位姿變換,這里可能出現兩個問題:
- 反投影之后沒有再進行一次變換:雖然
unproject
使用的是 transform,但在繪制前我們手動進行了OffsetP
的減法,而這個過程可能是冗余或不一致的; - 繪制邏輯與 transform 的使用不一致:如果 render 系統已經考慮了 transform 的偏移量,我們手動再減一次
OffsetP + volume.offset
,就可能導致重復變換,使得繪制點位置不準確;
也就是說,當前的做法很可能存在“減多了”的問題,導致繪制位置偏移。
此外,當前結果顯示“所有實體的偏移一致”,也說明我們并沒有正確對每個實體分別計算對應的本地位置,而是使用了某種全局統一的參考,這進一步表明計算邏輯中仍有瑕疵。
我們判斷是否正確的一個核心依據是:調試圖形應始終與鼠標光標保持一致。如果不一致,就說明反投影、偏移或繪制中的某個步驟不對。
接下來可以嘗試的方向:
- 檢查反投影后的點是否直接就可以被繪制,無需再手動減
OffsetP
; - 或者確保
transform
設置與繪制邏輯完全一致,不產生重復變換; - 可以嘗試僅減去實體的位置(非 transform),而保留其他不動;
- 打印實際繪制坐標與鼠標位置進行對比,確認誤差來源;
目前調試的方式、流程和思路已經非常接近問題核心,只需再細化變換順序即可精準對齊。現在的結果已經逐步逼近正確狀態。
game.cpp:選擇一個實體進行測試
這里我們已經進入了一個新的階段,即希望針對某一個實體進行操作或調試。由于我們手上有實體的索引 entity_index
,我們完全可以從中挑選出某一個實體來處理或繪制。
不過問題在于,我們當前并不清楚到底該選擇哪一個實體,也就是說我們缺少一個明確的判斷邏輯來決定“選中”的應該是哪一個實體。這個問題暫時可以擱置,因為接下來我們會進一步探索和試驗,很快就能搞清楚。
重點在于:現在已經具備條件,可以對某個單獨實體進行調試,只需要確認要處理的是哪一個。選中實體后,就可以更準確地觀察當前反投影、坐標變換和繪制邏輯是否在該實體上表現正確,從而進一步縮小調試范圍,推進整體調試進度。
運行游戲,發現鼠標矩形位置和縮放不正確
現在我們運行了調試代碼,并選取了一個實體進行分析,比如一個樹。接著,我們嘗試在該實體的局部空間中繪制鼠標的位置,目的是驗證鼠標在該實體坐標系下的位置是否正確。
然而,結果顯示,繪制出來的鼠標位置完全不正確,不僅位置不對,連縮放比例都顯然是錯誤的。這說明目前的反投影或坐標變換邏輯仍然存在問題,至少在處理坐標系統之間的轉換過程中,某些步驟還未正確實施。
雖然系統已經考慮了從屏幕坐標到世界坐標的轉換、從像素到米的單位換算等多個環節,但實際結果仍不合理,說明這些變換之間的關系還沒被完全理清。
因此,為了更有效地排查問題,我們采用了經典的調試手段:將調試范圍限制到單個實體。這么做的好處在于可以屏蔽掉其他干擾因素,只聚焦在一個對象上,從而更清楚地觀察實際繪制與預期之間的偏差,更快速地定位問題源頭。通過簡化可視信息,有助于我們理清當前坐標偏差的根本原因。
game.cpp:嘗試去掉減法操作進行Unproject
現在我們已經得到了 MetersMouseP
(轉換為米單位的鼠標位置),并完成了反投影操作(unproject)。接下來,我們出于“學習目的”,想看看在不進行坐標修正的情況下,單純反投影后的結果是什么樣子。
具體來說,我們暫時移除了原本用于將反投影結果轉換到局部空間的坐標差(subtract)操作。也就是說,我們不再把鼠標位置從世界空間轉換到相對于實體的局部空間。這樣可以清晰地看到:僅做反投影而不對其做局部空間轉換時,坐標會落在哪個位置,以及其視覺效果如何。
這個過程的目的是為了深入理解:反投影操作本身輸出的是一個怎樣的空間位置,它是否已經靠近我們所需的結果,或者是否仍需進一步處理來變換到我們最終希望可視化的位置。
簡而言之,這是一種通過故意“省略”某步處理來幫助理解系統行為的調試策略,有助于掌握每一階段變換對最終渲染的影響。
運行游戲,發現結果意外地在正確的位置
在不進行坐標修正的情況下,可以看到反投影后的結果居然大致出現在了正確的位置。這一點出乎預料,因此需要進一步思考其原因。
反投影操作(unproject)本身并不會考慮實體的位置,也就是說,它只將某個屏幕坐標(如鼠標位置)轉換回三維空間的某個點,而不會根據當前實體的偏移或坐標系進行調整。所以按理說,反投影之后應該還需要做一次減法(subtract),也就是把實體的偏移從中減去,才能變換到相對于該實體的局部坐標中。
但奇怪的是,在沒有進行這一步減法的情況下,繪制出來的位置似乎已經是正確的。這個現象起初看起來非常奇怪,不過仔細想想也說得通:繪圖系統在渲染時是以實體為中心進行繪制的,即繪制的所有東西默認都相對于當前實體的變換進行轉換。因此,即使沒有手動減去偏移,繪圖的結果也會自動加上了實體的變換,最終仍然落在了相對合適的位置上。
所以這種情況下,反而不需要手動執行那一步坐標減法,否則就會多減了一次偏移,導致位置錯誤。
在進一步觀察中,發現圖形圍繞屏幕中心旋轉時,并沒有正確地向鼠標指針移動。這說明當前雖然坐標位置看起來是合理的,但在動態變化上并未完全表現出期望的行為,因此仍存在邏輯問題。這就指出了接下來的目標:我們希望看到的是,鼠標點相對于實體在空間中準確地移動和對齊,這才意味著坐標轉換真正是正確的。
總結:
- 反投影不會考慮實體偏移;
- 渲染系統自動將坐標轉換為實體相對位置;
- 手動減去偏移可能導致坐標錯誤;
- 當前看似正確的結果實際在動態表現上仍有偏差;
- 接下來應進一步驗證動態交互下的坐標行為是否正確匹配。
game.cpp:考慮Unproject函數可能存在根本問題
在執行反投影(unproject)操作時,使用了當前的 localZ
值來從屏幕坐標轉換回世界坐標。然而在觀察整個過程后,發現反投影過程似乎存在根本性的問題。
仔細檢查 unproject
的實現邏輯,會發現它從未考慮過偏移量 OffsetP。也就是說,當前的反投影實現完全忽略了實體本身的位置偏移,就好像這個偏移量根本不存在一樣。這意味著反投影的結果僅僅是基于攝像機視角下的原始計算,未包含任何對象自身的變換信息。
這種處理方式會導致一個關鍵問題:反投影得到的位置不具備任何“局部性”,無法準確反映鼠標在某個特定實體或局部空間中的位置。理論上,若要實現精確的坐標轉換,反投影邏輯就應該結合當前的實體變換信息(例如偏移、縮放等),否則投影和反投影之間就不對稱,最終導致渲染和交互行為偏離預期。
總結:
- 當前的
unproject
實現未考慮偏移量OffsetP
; - 導致反投影結果總是相對于攝像機中心,而不是具體實體;
- 這讓后續邏輯如坐標對齊、局部定位等功能失效;
- 如果要修復,應該在反投影過程中加入實體偏移信息,使其結果真正反映世界空間或實體局部空間下的位置;
- 當前表現表明
unproject
邏輯在設計上是不完整甚至有缺陷的,需要系統性地修正。
game.cpp:將OffsetP.z添加到LocalZ
確實,經過對坐標轉換流程的深入分析后,發現當前邏輯存在設計上的不足。
在進行反投影操作時,LocalZ
理應包含完整的空間變換信息,也就是說,它應該包括整個 transform(變換矩陣或結構)所代表的全部位置、偏移、旋轉等內容。然而當前的做法只是使用了一個 LocalZ
值,完全忽略了 transform 中其他的關鍵部分,導致反投影的結果并不準確。
換句話說,真正準確的 LocalZ
應該是帶有完整 transform 上下文的世界空間深度信息,否則反投影得到的位置將失真,不再反映實際鼠標在實體局部空間中的位置。
因此也得出一個重要結論:目前的 project
和 unproject
兩個函數實現方式存在問題,它們都沒有真正處理 transform 中的重要數據,尤其是在涉及多個實體、偏移和局部空間時,這種簡化處理方式會直接造成坐標錯位、行為不符等問題。
最終總結如下:
- 當前的
LocalZ
不完整,應包含整個 transform 的影響; - 反投影計算過程中沒有考慮 transform 的實際變換內容;
project
和unproject
兩個函數在設計上缺乏對 transform 的支持,導致整個坐標轉換鏈條不閉環;- 為了保證空間邏輯的對稱性與準確性,應當對這兩個函數進行重構,使其自動處理 transform;
- 否則所有以鼠標或世界坐標為基礎的判斷與繪制都可能存在系統性偏差。
這個問題雖然看似細節,但從底層影響了所有依賴空間轉換的系統邏輯,是一個必須要修正的核心問題。
運行游戲,發現這更接近正確
經過分析,當前的處理流程已經朝著正確的方向發展,但仍然存在一些細節問題。
首先,LocalZ
確實需要包含完整的變換信息,包括目標實體的所有偏移和縮放等。對于投影和反投影的操作,應該考慮到整個 transform 的影響,而不僅僅是 LocalZ
本身的值。這樣,計算出的空間位置才能更加準確,避免了之前提到的變換信息缺失的問題。
然而,盡管變換部分已經得到改進,當前的主要問題仍然出現在坐標縮放部分。特別是在與鼠標位置相關的坐標計算時,坐標的縮放依然不正確。雖然我們進行了正確的變換,但最終鼠標位置在屏幕上的顯示沒有隨著鼠標的移動而正確調整。
具體問題在于:當前的 unproject
和 project
過程中,雖然涉及到局部坐標和變換矩陣,但**LocalZ
在投影時沒有得到適當的處理**,導致反投影后的坐標沒有按照預期進行縮放。
此外,在將“米制坐標”轉換為“像素坐標”時,可能沒有正確執行反向轉換。具體來說,當前的 MetersToPixels
變換可能在某些情況下沒有正確應用,導致鼠標位置無法與屏幕坐標正確對齊。
為了確保最終的坐標轉換無誤,應該對以下幾個方面進行進一步檢查和修正:
- 確保每次反投影時都使用完整的變換信息,包括目標實體的所有相關變換。
- 在將“米制”坐標轉換為“像素坐標”時,確保所有的尺度因子都被正確應用,特別是在涉及鼠標坐標時。
- 驗證
unproject
和project
是否在計算過程中正確地應用了與屏幕坐標相關的所有因素,包括坐標縮放。
總的來說,雖然已經取得了一定進展,但需要對坐標縮放的部分進行更細致的調整,確保所有的計算在空間轉換時能夠準確地反映屏幕坐標系統中的變化。
game_render_group.cpp:研究我們的常規處理函數
經過一番推理與計算,目標是通過正確的數學操作來獲取鼠標位置的相對坐標。
首先,我們嘗試通過將米制坐標轉換為像素坐標,來得到鼠標位置在屏幕上的投影坐標。具體來說,我們將 米制坐標 乘以 像素轉換因子,再乘以 投影后的 x、y 坐標 來計算鼠標的位置。這是我們希望達到的目標——得到一個正確的、以像素為單位的鼠標坐標。
然而,出現了一個問題:即使做了這些計算,投影的結果看起來并不完全正確。特別是,投影的坐標似乎沒有按照預期正確縮放,導致鼠標在屏幕上的位置與預期不一致。
之后,分析表明,可能是 米制坐標到像素坐標的轉換 過程中存在一些問題。通過對比計算過程,可以發現我們遺漏了對 米制到像素的反轉轉換。雖然在操作過程中,我們已經進行了像素到米制坐標的轉換,但由于未正確處理反向轉換,導致結果無法準確反映鼠標的實際位置。
在檢查了所有操作后,決定通過對投影坐標進行逆運算來進一步解決問題。換句話說,我們嘗試通過反向操作,恢復原始的坐標,以便在正確的坐標系下進行顯示。為此,我們將 投影后的坐標 除以一個變換因子,再通過焦距調整這些坐標,理論上這應該能夠讓結果正確。
盡管反向操作的數學公式看起來合理,但最終的結果依然沒有完全符合預期。分析后發現,盡管投影坐標計算的順序和方法是正確的,但在處理 焦距 和 米制到像素的轉換 時,似乎還有一些遺漏。特別是 焦距 的處理方式,雖然我們將其應用到了計算中,但似乎沒有正確地融入到最終的轉換過程中。
總結來看,問題的根本在于如何精確地控制和調整 米制坐標與像素坐標之間的轉換關系,以及如何確保 反向投影操作 中所有因素都能正確地影響最終結果。
game.cpp:嘗試將減法操作重新添加回Unproject
目前問題還沒有完全解決,因為即使進行了多次計算和調整,預期的效果依然沒有實現。雖然表面上看似問題應該已經解決,但實際情況卻并非如此,這讓人感到困惑。希望能夠繼續調試,仔細分析每一步,找出真正的原因,但由于問題太過復雜,已經進入了反復調試的循環。
從目前的調試情況來看,問題可能出在 逆向轉換 的某些環節,尤其是 米制坐標到像素坐標 的轉換可能沒有完全按預期工作。這類問題尤其難以解決,因為它涉及到 投影 和 坐標變換,而且這些操作不是那么直觀,通常很難通過視覺或簡單的調試工具捕捉到錯誤。
目前的方案是通過逐步檢查代碼中的每個細節,確保每一步的數學操作都準確無誤。可以看出,在進行一些具體的變換和投影時,局部 Z 坐標 和 焦距 等因素可能還沒有得到正確處理。雖然調整了坐標轉換和投影操作,但 縮放 方面的處理仍然存在疑問。也有可能是在計算時出現了縮放的偏差,但目前還無法確定具體原因。
總的來說,雖然大部分步驟似乎是合理的,但依然無法達到預期效果。問題可能出在某些細節上,例如 相機的距離(是否正負),或者 局部坐標 和 縮放轉換 之間的相互關系。需要進一步的調試和實驗來找出具體問題。
運行游戲,嘗試確定差距
目前的問題是 縮放 錯誤,首先是沒有圍繞正確的中心進行縮放,這導致了預期效果與實際效果之間的偏差。雖然一開始沒有發現是縮放問題,但現在意識到 縮放的錯誤 比較有趣,需要進一步的調整。首先,問題可能出現在 縮放計算 和 坐標中心 上。中心位置沒有正確對齊,而 縮放 本應根據目標的 位置和距離 來調整。
為了進行調試,打算嘗試一些比較激進的方案,進行不同的實驗來進一步檢查縮放和位置的關系,嘗試通過不同的操作來找出 問題的根源。
game.cpp:嘗試硬編碼一些值
目前的想法是,如果之前我們總是圍繞地面和某個點進行偏移,那么接下來可以嘗試改變這種方式,看看會發生什么。如果把相對變換的偏移量設置為零,那么所有的繪制操作就會相對于普通的世界坐標進行。這意味著不再考慮任何相對位置的偏移,而是直接將鼠標的位置相對于世界坐標進行處理。
接下來,可以嘗試用 10米 這個值來表示鼠標和物體的距離。假設鼠標距離物體 10米,就可以繪制出物體在該位置的世界坐標。這時,通過使用 相同的局部 z 值 進行投影,期望看到物體正確地顯示在鼠標光標的正上方。
這個過程的核心是去掉變換的偏移量,使得繪制操作直接發生在標準世界坐標系中,利用投影將其放到正確的位置,期望通過這種方式驗證縮放和位置是否正確。
運行游戲,結果尚可,但仍不完美
目前的情況是,雖然畫面顯示出來了,但效果并不理想。物體的位置接近鼠標的位置,但并沒有完全跟蹤鼠標,說明存在一些問題。這個問題可能出現在坐標轉換或投影的計算上,導致物體并未準確地與鼠標位置同步。
game.cpp:將LocalZ設置為1.0f
問題出在坐標轉換的過程中,當使用LocalZ
時,應該是尺度不變的,無論我們傳入什么z
值,unprotected
和project
都應該返回相同的位置。然而,實際情況并沒有這樣發生,顯示的位置并沒有按預期的方式改變。這意味著有部分計算或者數據處理是錯誤的。
在分析過程中發現,主要的問題在于我們沒有正確考慮pz
值,即物體距離目標的距離。在unprotected
過程中,未正確處理這個z
值,而是直接用了distance from camera
,這導致了錯誤的結果。實際上,z
值應當是物體距離目標的實際值,并且在計算時,應該從DistanceAboveTarget
減去dz
來獲得正確的z
值。
game.cpp:將RenderGroup->Transform.DistanceAboveTarget添加到PushRect
問題出在unprotected
過程中,未正確處理z
值的逆向變換。當前,LocalZ
值并沒有正確地反映出物體在空間中的位置。解決辦法是,在unprotected
步驟后,需要將返回的值與LocalZ
進行處理,使得LocalZ
值能夠正確反映物體的位置。
具體來說,需要進行如下處理:我們首先獲取Transform.DistanceAboveTarget
,然后將這個值從LocalZ
中減去。通過這種方式,最終的結果應該與LocalZ
一致,這樣才能確保坐標的轉換和縮放是正確的。
在處理過程中,需要確保兩者的變換是對稱的,也就是說,我們需要在進行坐標變換時,確保最終的計算能夠回到正確的LocalZ
值,而不是錯誤的計算結果。
這意味著我們需要通過正確的方程來進行計算,使得最終的結果符合預期,并且能夠精確還原到物體的原始位置。雖然當前實現還沒有完全正確,但這是導致問題的一個重要部分。
焦距會如何影響?會有FOV的設置嗎?
焦距(focal length)在投影和反投影過程中起到了至關重要的作用。焦距決定了視場的縮放程度,也就是說,它影響了如何將三維空間中的物體映射到二維屏幕上,尤其是物體與相機的距離對其在屏幕上的表現有多大影響。焦距影響的是物體在z軸上的壓縮程度,即物體越遠,投影會變得越小,而焦距越長,這種壓縮效應越明顯。
在這個過程里,焦距幫助決定了物體在屏幕上的位置和大小。例如,在進行投影時,物體的Z值(與相機的距離)將會被焦距所影響,焦距越長,物體越遠離相機時,它的投影就越小。這個比例關系也影響著反向投影的計算,因此需要在將物體的坐標從屏幕空間轉換回世界空間時,考慮到焦距的影響。
盡管焦距的作用相對簡單,但在調試時,問題可能出在處理細節上。焦距的處理可能沒有完全按照預期工作,導致投影和反投影操作的結果不如預期。因此,調試過程中,需要確保焦距的影響在每一步都被正確地納入計算,特別是在物體與相機之間的距離變化時,焦距的影響應該被適當地反映出來。
半相關問題:你怎么看待使用不同類型的點和向量?
關于使用不同類型的點(Point)和向量(Vector),認為這種區分并不是特別有用,反而有時會帶來不必要的麻煩。點和向量的區別并不在于存儲方式,而在于它們的使用方式和概念化。在很多情況下,可能需要根據不同的情境,將同樣的事物概念化為兩種不同的東西,而這時候,如果類型被嚴格區分,就會需要進行類型轉換或強制轉換,導致額外的工作量和麻煩。
從使用的角度來看,將點和向量視為不同的類型可能會限制靈活性,因為在實際開發過程中,可能需要在某些情況下把一個點當作向量使用,或者反過來。強行區分它們的類型不僅增加了代碼的復雜度,也可能導致一些不必要的轉換,增加了出錯的機會。因此,認為在很多情況下,這種區分并沒有太大必要,反而可能讓事情變得更加繁瑣。
問題的一部分是不是因為代碼沒有規范化鼠標和實體之間的運動關系,尤其是在不同層次的世界坐標下?
問題的核心在于代碼沒有正常化鼠標運動與屏幕尺寸之間的關系,尤其是在世界坐標系中的不同層級。這個變換和未保護的部分實際上是完全線性的,僅僅是多個乘法操作的組合。因此,理論上,當將鼠標從像素轉換為米時,不論是在變換之前還是之后進行轉換,最終的結果應該是相同的,不應該有任何變化。
game.cpp:嘗試在事后進行MetersToPixels處理
在調試過程中,驗證了當前的變換方法,無論是先進行變換再轉換為像素,還是先轉換為像素后再進行變換,最終結果是相同的,說明這種方法仍然有效。然而,盡管方法本身沒有問題,仍然存在問題,主要體現在如何處理變換的細節上。還沒有仔細檢查是否涉及到“PushRect”部分,這可能是問題的關鍵所在。
game_render_group.cpp:檢查PushRect是否沒有其他變換操作
在渲染過程中,使用了渲染基準點 p
,并且直接應用了它。在繪制時,使用了 p
作為坐標,進行矩形的繪制操作。可以確認,p
被直接使用,沒有發生任何其他的變換。這表明當前渲染過程中的坐標沒有經過額外的變換處理。
Unproject出現了什么問題?
遇到的問題是關于這個項目的具體原因,自己并不清楚具體的原因是什么。這是一個很好的問題,自己也很想知道問題出在哪里,但目前還沒有找到確切的答案。
game_render_group.cpp:調查問題
問題出在計算過程中,特別是在涉及到目標距離和 z 值時,最后的結果應該是基于本地 z 值的,并且涉及到焦距的運算。現在遇到的問題是無法準確理解和解決這個問題,導致情況變得復雜且沒有明確的答案。因此,計劃明天繼續排查問題,逐步分析代碼,確保每個步驟都被仔細檢查。這是一個沒有簡單解決方法的復雜問題,可能需要更細致的調試和逐步驗證。
問題:討論開發工具的潛在功能,這些功能有助于解決此類問題
這個問題的核心在于某些程序錯誤往往浪費大量時間,特別是像這樣的 bug。通常在編程時,我并不會遇到很多因為忘記釋放內存之類的錯誤。相反,常常是一些計算邏輯上的 bug,尤其是在游戲編程中,涉及到轉換和計算時,難以找出問題的根源。很多時候,盡管工具和語言提供了各種優化,比如垃圾回收,雖然可能偶爾會節省時間,但這種節省并不是最重要的,因為很多開發者都會解決內存管理的問題,像鏈表這種結構自己寫就好。
然而,像當前的問題,涉及到復雜的數學計算和向量轉換,這類問題才是影響編程效率的根源。理想的開發工具應該能幫助可視化這些計算步驟,幫助開發者清晰地理解數據在每個步驟中的變化,而不是只看著一堆數字。這種開發工具可以讓我們立刻看到問題出在哪里,從而減少查找 bug 的時間。而現在的問題是,雖然開發工具在優化某些簡單任務方面做得很好,但像這種復雜的數學推導和邏輯錯誤往往沒有好的工具來幫助解決。因此,在這種情況下,開發者只能依靠手動調試,逐步分析問題所在,這讓調試過程變得異常困難。
總的來說,理想的工具應該專注于幫助解決那些隱藏得更深、難以調試的復雜問題,而不是專注于那些簡單且很容易解決的問題。
調試器:檢查一些值并將其復制到臨時緩沖區
首先,我們來看一下我們的原始坐標p,并進行處理。首先,原始的鼠標坐標被轉換成了更小的值,單位是米。接下來,我們知道局部坐標系(local xie)的固定值是1,我們在進行投影計算時,使用的是焦距(focal length)進行的計算,結果得到了一個投影的xy坐標。
然后,我們將這個計算結果傳遞到下一個步驟。在進行這一系列操作時,我們在調試過程中發現,當我們調用push wrecked
函數時,會進行一個偏移量的計算,這個偏移量是基于xy值的,這個計算與繪制矩形有關。為了簡化計算,原本應該在繪制矩形時,將維度設置為零,從而使得計算變得更簡單。在這種情況下,我們可以直接修改這些值,確保我們傳入的p值保持不變。
通過這種方式,最終輸入值保持一致,并且我們不再繪制矩形,而僅僅進行計算。我們接下來傳遞的是目標與當前z坐標之間的距離。通過查看變換(transform)的情況,我們知道目標距離為8,z坐標是1。按照公式計算,目標與z坐標的差值應該為8,符合預期。
最后,我們進行一步調試,查看是否得到了正確的變換。經過驗證,最終的結果與預期一致,坐標并沒有發生變化。
整體而言,以上步驟的操作確保了在進行坐標變換時,相關的數值都能按照預期正確計算和轉換。
我們把相對于基礎P的Z軸運動去掉了
在這個過程中,我們忘記了一些關鍵點。首先,我們沒有進行正交變換(orthographic transform),而是使用了距離目標的9個單位。在計算過程中,我們將pz設置為了某個值,然而在這個過程中,實際上我們曾經移除了相對于基礎b的z軸移動。
記得之前做了一個決定,即我們不再考慮z軸的移動,將其移除了。這實際上意味著,這整個過程并沒有像我們之前以為的那樣存在bug,可能從一開始就沒有問題。
game.cpp:正確設置Transform.OffsetP
所以基本上,我們真正需要做的就是忽略一些不必要的部分,重新審視整個流程。通過去除不需要的z軸移動,實際情況變得清晰了許多。原本以為的問題,其實并不存在,只是我們忽略了一些細節,導致了誤解。
運行游戲,發現位置正確
問題最終出現在一個沒預料到的地方。原本以為問題復雜,結果發現只是因為在設計時忽略了一些細節。最初的設想是我們并不想使用z軸的偏移量,然而后來發現我們并沒有明確注意到這一點,導致了bug的產生。雖然我們原本的設計是正確的,但由于忘記了實現的方式,導致出現了問題。
這個bug本質上是因為我們在處理時沒有考慮到一些已經實現的特性,而這些特性本應被考慮到。最終,經過反復檢查和回顧,才發現問題出在了這部分。可以說,這是一個完全可以避免的問題,如果當時更仔細地查看代碼,可能就能很早發現。
這整個過程其實也說明了一個點:即便是看似簡單的設計和代碼實現,也容易被細節忽視。