java – 确定3D立方体上哪一面朝向观察者

2019年8月3日 242次阅读

对于学校作业我和朋友一直在使用2D库(光滑)在2D表面(屏幕)上渲染立方体

为此,我们使用此处描述的方法3D-projection – Wikipedia the free encyclopedia.

我们使用3×3矩阵来旋转3D矢量,这些矢量表示立方体表面上的点.然后我们使用这种方法将3D矢量投影到位于正X轴上的平面(屏幕)上：

public Vector2D translate2D(Vector3D v){

    Vector3D trans = translate(v);//Rotates the vector into position

    float w = -trans.getX()/(700) + 1;
    float x = (trans.getZ())/w;
    float y = (trans.getY())/w;
    return new Vector2D(x, y);
}

其中translate()将向量旋转到正确的位置,w向立方体添加一些透视.

现在问题在于：

我需要知道要渲染的立方体的哪些边以及不渲染的边(哪些面向观察者,哪些不是).只要你不使用透视(w),这很容易.多维数据集始终显示用户的三个方面,并找到这些所需的全部内容：

>让方面正常
>使用旋转矩阵进行翻译
>如果平移的法线X分量为正,则侧面朝向正X方向,因此对于观察者是可见的.

这是因为屏幕直接位于正X轴上.

现在,由于透视,观察者面向1-3个侧面,这取决于立方体的旋转.如何在计算中补偿透视并确定哪些面朝向观察者？如上所述,我可以访问每一侧的法线(直接指向每一侧的单位矢量)和处理旋转的矩阵以及上述方法.

(编辑)谢谢你的答案horatius83,但这是我的问题：我不知道他的表面正常,因为侧面的正常因为增加的视角而略微扭曲.

这里有一些图像可以进一步描述我的问题

没有透视(边的法线=表面法线)：

透视图显示3个边(边的法线！=表面法线)：

透视显示3个边但应该只显示1(边的正常！=表面法线)

(编辑)确定边是否应该渲染的代码非常简单而且不完全正确,因为我们使用边的法线就像没有透视一样(如图1所示).如果有观点,必须以某种方式补偿.我只是不知道如何.

public boolean sideVisible(Vector3D normal){
    if (translate(normal).getX()>0) {
        return true;
    }else{
        return false;
    }
}

最佳答案 取视图矢量的点积(想象一个从相机出来的箭头)和表面法线.如果它是负数,那么面部是可见的.

(编辑：你想在世界空间中进行这些计算,即遵循模型进行世界转换)

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