實現 Z 緩沖算法

Question

我正在嘗試使用計算機圖形學，並希望實現 Z 緩沖區算法以在軟件中進行渲染。

所以我試圖使用以下平面方程：

z = -(ax + by + d)/c

要使用平面形式方程計算像素的 Z 坐標，我應該計算三角形的面法線嗎？ 還是頂點的法線就足夠了？

這是我計算它的方法：

double zValueOfPoint(float vx, float vy, float vz, float x, float y, float nx, float ny, float nz)
{
    float A = nx;
    float B = ny;
    float C = nz;
    float D = -(nx*vx, +ny * vy + nz * vz);
    float z = -(A*x + B * y + D) / C;
    return z;
}

vx,vy,vz 頂點，x,y 像素坐標，nx,ny,nz 頂點法線

現在對於每個頂部或底部三角形，我檢查 Z 像素到 ZBuffer 像素

// Top of the triangle
    for (int y = y0; y<y2; y++)
    {

        for (int x = xl_edge; x<xr_edge; x++)
        {
            float zOfPixel = zValueOfPoint(vx, vy, vz, x, y, nx, ny, nz);
            if (zOfPixel < zbuffer[int(x + y * m_Width)]) {
                zbuffer[int(x + y*m_Width)] = zOfPixel;
                SetPixel((unsigned int)x, (unsigned int)y, color);
            }

        }//end for loop x

底部三角形相同

現在我得到了完全損壞的模型。 Z 緩沖區已正確初始化。

Answer 1

在實現 Z 緩沖時，您不需要對面法線做任何事情。 您只需要投影三角形的每個頂點“深度” 。

此外，我很抱歉只瀏覽了您的問題代碼，但是如果您想進行透視投影，那么請確保您對每個像素進行線性插值的“深度”不是世界/相機深度，而是成比例的東西（什么? SO 上沒有 mathjax？）到 1/Z_world 或 1/W。

也就是說，您有一個投影三角形，其中每個頂點Vi都有
{Vi_screenX, Vi_screenY, Vi_projectedDepth}和
Vi_projectedDepth = linear_function_of(1 / Vi_Z_camera) 。

非常簡單的例子包括：

Vi_projectedDepth = 1/Vi_Z_camera或
Vi_projectedDepth = 1.0 - 1/Vi_Z_camera

然后，您必須線性內插整個三角形Vi_projectedDepth值，但你不需要把這些插值的倒數（至少對於Z緩沖區排序。如果你想要做透視校正紋理，OTOH，你_may_需要最終計算倒數）。

如果你不這樣做，當幾何體有隱式交集時，你會得到非常奇怪的結果 - 我只記得我在SE Graphics 中對此發表了評論。