X-Y-顶点着色器中从相机到对象的距离

Question

我想在我的应用程序中显示一些雾/鸟瞰图。但我只想使用从相机到模型的x，y世界距离来确定外观。

我已经设法通过这个calculation获得从相机到模型的签名z距离。

红色物体与相机有正z距离，蓝色对象与此implementation相反，所有值似乎都是正值。

顶点着色器：

uniform mat4 u_mvp;   // Model-View-Projection-Matrix
uniform mat4 u_mv;    // Model-View-Matrix
uniform vec4 u_color; // Object color
attribute vec4 a_pos; // Vertex position
varying vec4 color;   // Out color

// Fog
const float density = 0.007;
const float gradient = 1.5;

void main() {
    gl_Position = u_mvp * a_pos;

    // Fog
    float distance = -(u_mv * a_pos).z; // Direct distance from camera

    // 4000 is some invented constant to bring distance to ~[-1,1].
    float visibility = clamp((distance / 4000.0), 0.0, 1.0);

    color = mix(vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0), u_color, visibility);

    if(distance < 0){
        color = vec4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
    }
}

片段着色器：

varying vec4 color;

void main() {
    gl_FragColor = color;
}

• 为什么可能存在负z值？还是常见的？
• 如何计算相机的x，y世界距离？

Answer 1

如果你想获得相机的距离，在[-1,1]范围内，那么你可以使用协调的剪辑步长。可以通过Perspective divide将剪辑空间坐标转换为标准化设备坐标。归一化设备坐标（x，y和z）在[-1,1]范围内，可以轻松地转换到[0,1]范围：

gl_Position = u_mvp * a_pos;                 // clip space

vec3 ndc = gl_Position.xyz / gl_Position.w;  // NDC in [-1, 1] (by perspective divide)

float depth = ndc.z * 0.5 + 0.5;             // depth in [0, 1]