将3D三角形绘制到深度缓冲区

Question

我正在尝试3D图形而不依赖任何3D库，例如Java3D，OpenGL，DirectX等。我有一个工作的Z缓冲区（又名。＆＃34;深度缓冲区＆＃34;），但我不能想一种向该缓冲区绘制三角形的方法。 （每个三角形由3D中的三个点指定。）

任何人都可以提供伪代码来绘制Z缓冲区的三角形吗？

Answer 1

您的问题的答案（按原样）涉及复杂的算法，完整的答案需要许多章节。我只会提供关键词和链接。

首先，您需要在2D空间中投影三角形的三个3D坐标（通常称为顶点，复数形式的顶点）。您可以从这篇关于3D projection的文章开始。如果您不熟悉矢量运算，矩阵变换，世界空间和视图/相机空间，请注意在获得结果之前可能需要很长时间。正交或透视投影，它是你的选择（虽然我想你希望透视投影）。我只提供了维基百科文章的链接（未来破解的可能性较小），因此主要讨论其背后的数学问题。但是有了这些关键词，你应该能够通过源代码找到成千上万篇关于这个主题的好文章。

在视图/相机空间中转换（投影）3D坐标后，您的X和Y坐标是2D三角形/顶点坐标（让我们假设您确定X从左到右，Y从上到下，这很常见）。然后，您需要将此三角形栅格化到缓冲区（基本上是2D位图）。这里有一篇triangle rasterization文章，它将教你（使用类似C的源代码）流行技术（尽管这只是关于使用恒定颜色的光栅化，原理保持不变）。

下一步是不需要为所有像素写一个恒定颜色，而是需要一个可变深度值。是时候在投影顶点中使用这3个Z值了。对于每条水平线，您必须找到最左侧和最左侧的Z深度。最右边的像素（使用从顶部顶点Z到底部顶点Z的线性插值，只要小心，因为一边可能有顶部，中间和底部顶点，所以在这里你必须从顶部到中间插入，然后从中间到底部。如果你把你的三角形分成两个，就像文章中描述的那样，不需要打扰它）。然后在它们之间写入所有像素，同时对左Z和右Z进行线性插值。

Answer 2

你能够将某些东西光栅化到z缓冲区了吗？问题是如何栅格化三角形？在Chris Hecker's technical articles中，他有一个致力于rasterization的人。它是透视纹理映射系列的一部分，当人们不得不自己编写时，每个人都会提到它。它们非常彻底，但最初可能看起来令人生畏。

Answer 3

如果您想要在3D空间中渲染某些内容，请尝试删除术语＆＃34;深度缓冲区＆＃34;从你的搜索。深度缓冲区是一个特定的缓冲区，它不一定必须用于在3D空间中绘制基本对象（但对于绘制彼此交互的对象非常有用）。

无论如何，熟悉您正在使用的系统的整体架构是个好主意。例如，DirectX具有documentation及其管道的摘要。通常，根据您在调用图形库或包装器时设置的标志，自动自动处理与深度缓冲区的交互。有理由专门写入深度缓冲区，但这些是更高级的渲染技术，通常用于特定目的。