3d 平截体平面演算

我正在从头开始编写一个简单的JavaScript 3D引擎，使用画布和盒状原语（就像Minecraft一样）。我正在实施尽可能多的优化，到目前为止，我有背面剔除和隐藏面遮挡，但我不知道如何以最佳方式进行平截体剔除

我尝试过2D消隐，但有一个特定的问题我无法解决：如果一个4点平面的一个顶点在相机后面，它仍然被绘制，但完全扭曲（我认为x和y坐标是相反的）-参见图片

我开始认为，如果不使用更复杂的数学和渲染序列，就没有真正的解决方案

我试图限制2D屏幕内的顶点x和y坐标，只要4个顶点中至少有一个仍在屏幕内（见下文），但这会完全扭曲方形面（尽管我想我可以使用更奇特的数学和额外的三角形）

我有一些OpenGL的经验，它呈现的东西完全不同，所以这甚至不是一个问题

我有没有机会不拉扯头发就把它修好

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解决方案 最终的解决方案是在进行2D投影和屏幕剪裁之前，针对3D中的近剪裁平面测试8个顶点中的每个顶点

这是第二个剪裁步骤，第一个步骤是使用半径为

sqrt（3/2）*boxSideLength

的边界球体测试长方体是否完全位于剪裁平面后面

额外的三角形（在本例中实际上是点）过于复杂和数学密集，这个解决方案并不完美，但相当漂亮。

。这是一种相当容易使用的方法。链接的维基百科页面甚至有一些C/C++代码来实现它

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如果你引入像古劳德着色和纹理贴图这样的东西，你会发现剪切后的w分割仍然会明显扭曲东西（即纹理和颜色插值看起来是错误的）。因此，我通常最好在3D中使用科恩·萨瑟兰（Cohen Sutherland）这样的方法。

你不能将相机后面的3D点投影到2d屏幕空间中，让它有任何意义。因此，您需要至少定义一个要剪裁到的近平面。将点从世界空间转换为摄影机空间后，但在投影到屏幕空间之前，需要进行一些剪裁。您需要定义一个近平面，类似于

z=1

或靠近但在摄影机前面的某个平面，并将定义一个可以将点投影到屏幕空间的空间

有三个选项，第一个是如果多边形中的任何点落在近平面后面，则不绘制整个多边形。这很简单，但通常是不可接受的。将每个点与近平面进行比较（如果

多边形点[i].z

）。但这会使多边形消失，并在屏幕边缘随机出现

第二个选项是将多边形剪裁到近平面。对于三角形，如果所有三个点都在近平面后面，则不绘制。如果两点在后面，则将两条线段剪裁到近平面并绘制三角形。如果一个点位于近平面的后面，则剪裁并制作两个新三角形并绘制。如果没有人在近平面后面，那么就画。如果我不是在手机上发这封信，我会更详细地说，但希望这是有意义的

最后，您可以进行完整的fustrum剪裁，而不只是剪裁到近平面，而是对可见平截头体的所有6条边进行剪裁

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这些方法中的每一种都有优化算法，但我将从基础开始，然后继续工作。每一步基本上都是最后一步的延伸，所以我会从第一步开始，然后变得更复杂，直到你得到你想要的视觉和性能水平

目前已经实现了近平面和远平面剪裁（因为有可用的数据），否则我会进行二维剪裁（到屏幕），这使得数学计算比计算每个平面的法线和测试点要简单得多。所以我唯一错过的第二步是生成额外的三角形。。。我会调查的。