Graphics 我应该在管道的哪个阶段进行剔除和剪裁，以及剪裁后如何重建三角形

我试图在软件层实现图形管道。我现在在剪辑和剔除方面有一些问题

基本上，有两个主要问题：

什么时候应该进行背面剔除？眼睛坐标、剪裁坐标还是窗口坐标？我最初在眼睛坐标系中进行剔除过程，认为这种方法可以减轻剪裁过程的负担，因为许多后向顶点已经被丢弃。但后来我意识到，这样顶点需要进行2次矩阵乘法，即左乘模型视图矩阵-->消隐-->左乘透视矩阵，这在一定程度上增加了开销

如何剪裁和重建三角形？据我所知，剪裁发生在剪裁坐标系（透视变换后），换句话说，在齐次坐标系中，通过比较每个顶点的x、y、z分量和w分量，确定是否应该丢弃每个顶点。到目前为止还不错，对吧？但在那之后，我需要重建那些有一个或两个顶点被丢弃的三角形。我在谷歌上搜索到Liang Barsky算法在这种情况下会有所帮助，但在剪裁坐标中，我应该使用什么样的剪裁平面？我应该只记录剪裁的三角形并在NDC中重建它们吗

任何想法都会有帮助。谢谢。

（1）

背面剔除可以在任何地方进行

在3dfx硬件上，可能还有其他仅光栅化的卡上，它是在窗口坐标中实现的。正如您所说，这会让您处理一些从未使用过的顶点，但您需要将其与其他成本进行权衡

您还可以在世界坐标中剔除；您知道摄影机的位置，因此您知道从摄影机到面的向量-只需转到任何边顶点。所以你可以测试它的点积和正常值

当我为基于z80的micro实现软件光栅器时，我超越了这一步，将相机转换为模型空间。所以你得到了模型矩阵的逆矩阵（在这种情况下很便宜，因为它们保证是正交的，所以转置就可以了），把它应用到相机上，然后从那里剔除。它仍然是一个矢量差和一个点积，但是如果你只使用曲面法线进行消隐，那么就不用为了相机的利益而变换它们中的每一个。对于那个特定的渲染器，我能够从哪些面可见向前工作，以确定哪些顶点可见，并仅将这些顶点转换为窗口坐标

(二)

萨瑟兰·科恩的变种是我记得最常看到的。你需要在多边形的外侧做一个正向扫描，依次检查每一条边并进行适当的调整

例如，从点（V1，V2，V3）之间的凸多边形开始。依次为每个剪裁平面执行以下操作：

for(Vn in input vertices)
{
    if(Vn is on the good side of the plane)
        add Vn to output vertices

    if(edge from Vn to Vn+1 intersects plane) // or from Vn to 0 if this is the last edge
    {
        find point of intersection, I
        add I to output vertices
    }
}

---

然后对每个平面重复。如果您担心重复成本，那么您要么需要采用在面和边之间具有额外间接级别的结构，要么只保留缓存。您可能会在标记顶点为“入”或“出”后对其进行破折号，然后缓存每条边的交点，并通过关键点（v1、v2）进行查找。如果您已经为自己设置了额外的间接级别，请将结果存储在edge对象中。

谢谢@Tommy的建议。那么什么时候做萨瑟兰-科恩测试，计算边和平面的交点呢？剪裁坐标？假设一个三角形TriA（v0，v1，v2）在剪裁坐标系中，我将每个顶点的x，y，z与其w值进行比较，结果表明v1，v2应该被丢弃。问题来了，我该怎么办？将边01和边02的三角形和计算机交点标记到某个平面上？我想还有各种各样的答案，但我个人通常会在变换后将其剪辑到相机空间中，以删除

x>z

，

y<-z

，

z<1

，等等。因此，你需要为变换付费，但不需要为投影付费。在一个非常小的系统上，这是很好的，因为它让您为一些乘法付费，但避免了一些冗余的除法，当然，在旧硬件上，这些除法的成本过高。