绘制前可以用多个半空间包围相机视野。若一个物体的整个轴对齐包围盒都位于其中某个平面外侧,它就肯定无需绘制;但没有被排除也不等于它一定可见。
先把规则写清楚
本例视野以六个不等式定义,每个平面满足n点乘位置加d不小于零。对包围盒,按法线分量正负选择坐标上下界,分别计算该表达式的最小值和最大值。某平面最大值小于零就排除;所有平面最小值均非负则全在内部。
本例输入与推演结果
六平面系数依次为[[1, 0, 1, 0], [-1, 0, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, -1, 1, 0], [0, 0, 1, -4], [0, 0, -1, 15]],每项前三个数为法线,第四个为常数;盒子记录下界与上界。
包围盒 | 六平面表达式范围 | 判定 [[4, -17, -5], [7, -14, 4]] | [[-1, 11], [-12, 0], [-22, -10], [9, 21], [-9, 0], [11, 20]] | 排除 [[-12, -5, 4], [-3, -3, 11]] | [[-8, 8], [7, 23], [-1, 8], [7, 16], [0, 7], [4, 11]] | 待进一步检查 [[8, 1, 16], [11, 9, 22]] | [[24, 33], [5, 14], [17, 31], [7, 21], [12, 18], [-7, -1]] | 排除 [[-9, 12, 15], [-4, 14, 17]] | [[6, 13], [19, 26], [27, 31], [1, 5], [11, 13], [-2, 0]] | 待进一步检查 [[9, 1, 7], [14, 9, 14]] | [[16, 28], [-7, 5], [8, 23], [-2, 13], [3, 10], [1, 8]] | 待进一步检查 [[9, -12, -5], [12, -3, 3]] | [[4, 15], [-17, -6], [-17, 0], [-2, 15], [-9, -1], [12, 20]] | 排除 [[6, -6, 16], [12, 2, 19]] | [[22, 31], [4, 13], [10, 21], [14, 25], [12, 15], [-4, -1]] | 排除 [[-2, 5, -4], [2, 9, 0]] | [[-6, 2], [-6, 2], [1, 9], [-13, -5], [-8, -4], [15, 19]] | 排除
这里的编号只用来辨认本例中的对象,不能当成另一份记录里的固定身份。阅读表格时先找到输入,再顺着运算顺序对照输出;空列表、零值和不存在的结果有不同含义,不能混用。表中分数保留精确值,小数显示仅为阅读方便。
怎样自己复核
剩下的情况只标为待进一步检查。平面测试是保守的:包围盒可能同时跨过若干边界,逐平面没有完全外侧仍可能与实际视野不相交。边界等于零算接触,不在这一阶段丢弃。
可以逐个枚举包围盒的八个角,核对每个平面的最小值和最大值。不要仅测试盒子中心,中心在外不表示整个物体在外;也不要把待检查状态直接改成不可见,否则贴着视野边缘的大物体可能突然消失。
适用范围
这里的视野是显式定义的截头锥体,坐标和不等式约定都写在输入中,不依赖某个图形接口的矩阵排列。测试只依据包围盒,不考虑遮挡、物体内部空洞、透明度或屏幕上是否只占很少像素。
本例是一套可复现的游戏机制练习,不依赖具体品牌或某个软件的默认设置。修改任何边界约定、输入参数或操作顺序后,应重新推演并保存中间状态。发现差异时先定位第一处不一致,再判断是规则不同还是计算错误,不要只把最终答案调整到看起来相同。
