OpenGL学习笔记：拾取与选择
在开发OpenGL程序时，一个重要的问题就是互动，假设一个场景里面有很多元素，当用鼠标点击不同元素时，期待作出不同的反应，那么在OpenGL里面，是怎么知道我当前鼠标的位置是哪一个物体呢？
OpenGL有一套机制，叫做Picking， 里面涉及到几个核心概念：
1. selection mode. 选择模式
2. name stack. 名字栈
3. hit record。 命中记录
4. viewing volume。 视角范围
在OpenGL的picking中，选择物体不是选择一个单独的物体，而是选择一片范围内的所有物体。这种设计思路是有点奇怪，但是OpenGL就是这麽设计的。假如鼠标当前的位置是（200，200），普通的应用就是选择在点（200，200）处的物体ID, 但OpenGL不然，它是选择以（200，200）为中心的，比如长宽都为20的这个范围内可见的物体，也就是说，前面一种选择，是以点为选择依据，OpenGL的选择，是以中心为（200，200）,长宽各位10的面为依据，好像举着一个画框，只要在这个画框内的物体，都会当作返回结果。
我不是很理解为什么OpenGL要这麽设计，但肯定有它的道理。以上的几个核心概念，就是配合这种设计思路的，不难看出：
1. Viewing volume。就是指用来选择的画框
2. hit record。就是所返回的物体数据
3. name stack。是用来分配并保存物体ID的堆栈
4. selection mode. OpenGL有三种模式，Render mode。就是普通的绘图模式，Select mode。在picking时的选择模式，Feedback mode。不画图，不选择，而是把所有最终的渲染完之后的绘画指令返回给用户。在绘图仪上作画等方面特别有用
当需要相应鼠标选择事件的时候，要首先进入selection mode, 然后才能执行相应的操作步骤
以下是详细的操作步骤：
1. 获取鼠标位置
2. 进入选择模式selection mode
3. 设置画框大小view volume，当然，是根据鼠标位置来的
4. 像往常一样绘制场景
5. 退出选择模式，得到选择结果
进入选择模式：
1. glSelectBuffer，设置选择缓冲区，hit record会被OpenGL保存在里面
2. glRenderMode(GL_SELECT)，正式进入选择模式
设置画框大小：
1. gluPickMatrix。设置画框近平面大小
2. gluPerspective。影响画框的容量
实例代码：
glSelectBuffer(BUFSIZE,selectBuf); glRenderMode(GL_SELECT); glMatrixMode(GL_PROJECTION); //保存投影矩阵 glPushMatrix(); glLoadIdentity(); glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,viewport); gluPickMatrix(cursorX,viewport[3]-cursorY,5,5,viewport); gluPerspective(45,ratio,0.1,1000);
注意，上面的代码中在执行gluPickMatrix值钱先保存了投影矩阵，然后再重新创造一个新的供自己使用。原因是gluPickMatrix会操作投影举证，该函数和后续的gluPerspective共同作用，最终会生成一个全新的投影矩阵，该矩阵中的所有物体，都会被视为选中。为了不影响旧有的投影矩阵，因此需要保存先
绘制场景：
绘制场景的时候有一点比较重要，那就是对每个需要绘制的单独元素，起一个名字（ID），这样OpenGL才能在推出选择模式的时候告知调用者，哪个物体被选择了。当然如果非不取，那OpenGL也会返回被选择的物体，只是不带名字。因此绘制场景的步骤一般如下：
1. glInitNames， 初始化name stack。 OpenGL的中对元素名字的操作需要通过一个栈，叫做名字栈，为啥这麽墨迹，不直接指定名字？具体原因是OpenGL总要有个地方去读取名字，而且，一个名字下包括哪些需要绘画的内容？OpenGL怎么知道当前画的这个人头是属于上个人的还是上上个人的？只能通过名字栈的变化才能知道。而且一个元素可以有多个内容，怎么搞？于是乎名字栈就应运而生，OpenGL认为这个东东可以解决这一系列问题
2. glPushName。 创建一个名字。
3. 开始画啊画啊画
4. glPopName。一个元素绘制结束
5. 从步骤2循环到4的一个个元素绘制
实例代码：
glInitNames(); glPushName(BODY); drawBody(); glPopName(); glPushName(HEAD); drawHead(); drawEyes(); glPopName(); drawGround(); //不带名字的元素
还有另外一个有用的函数，glLoadName。它的作用是用一个新的名字替代栈顶当前的名字。说白了，就等同于：
glPopName()
glPushName(newName)
OpenGL里面，一个物体还可以有多个名字，这个貌似有点荒唐，确实也比较荒唐，但OpenGL也有它的道理，比如一个元素，它的名字叫“head"，那么，如果我想知道这个头是谁的头，怎么搞？OpenGL告诉你压力不大，再给他取一个名字叫”Aka"，那么你就知道这是Aka的头。也就是说，我绘制了一个元素，然后给它两个名字，一个叫head, 一个叫aka,那么当你选择了该物体的时候，你就知道了，这个物体是aka的头。
示例代码如下：
glPushName(Aka)
glPushName(Head)
draw()
glPopName(Head)
glPopName(Aka)
于是，draw出来的物体就有两个名字了.
处理选择结果：
处理选择接过之前，要先推出selection模式，然后OpenGl会返回一个数目，被选中物体的数目，跟据该数目，就知道在选择缓冲区里面保存了多少个物体，每个物体都有固定的数据结构，一个个的读取该数据结构，就知道哪些物体被选取了。
示例代码：
void stopPicking() { int hits; // restoring the original projection matrix glMatrixMode(GL_PROJECTION); glPopMatrix(); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glFlush(); // returning to normal rendering mode hits = glRenderMode(GL_RENDER);//得到选中物体的数目 // if there are hits process them if (hits != 0) processHits(hits,selectBuf); }
重要的是选择缓冲区中hit record的数据结构，该结构是一个GLuinit的类型，也就说里面所有的数据都是uinit，等等，名字不是也在里面吗，这可是string啊，no, 名字其实不是string,准确的说应该叫ID,普通的1，2，3而已
每一个元素的结构提如下：
1. 该物体的名字的数目。一个物体可以有多个名字，你懂的
2. 该物体被选中区域的最小Z值。我们往往根据这个值得知哪一个才是鼠标点所在的物体
3. 该物体被选中区域的最大Z值。
4. 名字
5. 名字。。
由于物体可以有多个名字，甚至可以木有名字，因此元素的结构不是固定大小的，以下为例：
Hit Record Contents Description 0 表示这个元素没名字 4.2822e+009 最小Z值 4.28436e+009 最大Z值 1 这个元素有1个名字 4.2732e+009 最小Z值 4.27334e+009 最大Z值 6 名字叫6 2 这个元素有2个名字 4.27138e+009 最小Z值 4.27155e+009 最大Z值 2 第一个名字叫2 5 第二个名字叫5
所以呢，只需要对着选择缓冲区，一个个的读下去就对了，示例代码：
void processHits2 (GLint hits, GLuint buffer[]) { unsigned int i, j; GLuint names, *ptr, minZ,*ptrNames, numberOfNames; printf ("hits = %d\n", hits); ptr = (GLuint *) buffer; minZ = 0xffffffff; for (i = 0; i < hits; i++) { names = *ptr; ptr++; if (*ptr < minZ) { numberOfNames = names; minZ = *ptr; ptrNames = ptr+2; } ptr += names+2; } printf ("The closest hit names are "); ptr = ptrNames; for (j = 0; j < numberOfNames; j++,ptr++) { printf ("%d ", *ptr); } printf ("\n"); }
注意：以上所有的概念和函数，都只在selection mode下面有效。如果转到了Render mode,系统怎么处理这些函数呢？很简单，华丽的无视掉。
