Vries的教程是我看过的最好的可编程管线OpenGL教程，没有之一。但没有讲关于拾取（Picking）的章节，而这个功能的确很重要，就自己试着写写看了。

这节有三个很重要的参考网址，基本可以算照抄了?：

1. https://blog.csdn.net/wind_hzx/article/details/40016619

2. https://blog.csdn.net/jeffasd/article/details/77944822

3. http://antongerdelan.net/opengl/raycasting.html

Tip1: 拾取分三节写完，第一节写生成射线，第二节(超链)写射线与三角面的检测，第三节写射线与包围盒(球)的检测

程序源代码链接：https://pan.baidu.com/s/119469EhYK3jLkKoZUFdJ_Q 提取码：2jef

编译环境：Qt5.9.4

编译器：Desktop Qt5.9.4 MSVC2017 64bit

IDE：QtCreator

一，程序简介

鼠标点击视口中的任何位置，会生成一条从摄像机(camera)位置，到鼠标点击位置的射线。

在“发射射线”模式下，鼠标左键点击下图所示的位置，会由该摄像机位置生成一条指向该点的射线。
在“普通模式”下，WASD控制摄像机前后左右移动，E控制上升，Q下降。鼠标左键按住不放课拖拽摄像机视线方向，

二，数学原理

搞过OpenGL最基础管线流程的都知道，一个物体由3D坐标最终映射到屏幕上的2D坐标，需要经过五步坐标系变换，

局部坐标系(local)→世界坐标系(world)→视点坐标系(view)→投影坐标系(projection)→设备标准坐标与剪切系(ndc &clip)→屏幕视口坐标系(viewport)

当我们用鼠标左键点击屏幕上的一个点时，将以上的坐标变换全部逆回来，就可以得到一个2D点在三维世界坐标系(world)中的位置。

(1)2D屏幕坐标

点击屏幕任一点，得到点的坐标(x, y)

(2)NDC坐标

NDC标准化坐标的范围是[-1, 1]，所以

//视口坐标转 NDC坐标 pos.x()为鼠标点击坐标的x坐标
//OGLMANAGER_WIDTH为窗口的宽度
float x = 2.0f * pos.x() / OGLMANAGER_WIDTH - 1.0f;
float y = 1.0f - (2.0f * pos.y() / OGLMANAGER_HEIGHT);
QVector3D ray_nds = QVector3D(x, y, 1.0f);

z = 1.0f 代表当前将鼠标的位置投影到远裁剪平面，如果设z的坐标为-1则代表将当前投影到近裁剪平面上。

(3) 裁剪坐标(clip)

因为后边需要讲view，projection矩阵的逆矩阵(4x4矩阵)与点的坐标相乘，所以，需要将点的坐标扩充至四元数

  QVector4D ray_clip = QVector4D(ray_nds, 1.0f);

(4)视点坐标(view)

//投影矩阵的逆矩阵左乘点的坐标
QVector4D ray_eye = projection.inverted() * ray_clip;

(5)世界坐标(world)

  QVector4D ray_world = view.inverted() * ray_eye;

这时，我们就得到了鼠标点击的点在世界坐标系下的齐次坐标位置。

最后一步，因为ray_world是四维的齐次坐标，需要将前三维的值除以第四个维度的值，以转换到笛卡尔坐标系下

  if(ray_world.w() != 0.0f){ray_world.setX(ray_world.x()/ray_world.w());ray_world.setY(ray_world.y()/ray_world.w());ray_world.setZ(ray_world.z()/ray_world.w());}

现在，我们就可以将得到的点的世界坐标与摄像机的世界坐标，两个点相减得到射线的方向矢量了。

  QVector3D ray_dir = (QVector3D(ray_world.x(), ray_world.y(), ray_world.z()) - cameraPos).normalized();

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