Java 查看管道技术示例 我想在一句话里做什么

我试图自己用Java实现一个查看管道，所以我只使用JavaAWT在画布上绘制2D多边形，根本不需要OpenGL的帮助

本职位的目的 我想和你们一起测试我的结果，因为这是一个困难的话题，我可能误解了一些观点

让我们来描述一下我的设置。。。 我制作了一些原始数据文件用于测试。下面是一个表示三维立方体的文件：

8 // number of vertices
0 0 0 // list of vertices indices...
1 0 0
1 1 0
0 1 0
0 0 1
1 0 1
1 1 1
0 1 1
12 // number of polygons
0 1 // first polygon coordinates indices (so the first polygon is 0 0 0 to 1 0 0)
1 2 // second polygon is 1 0 0 
2 3 // and so on
3 0
4 5
5 6
6 7
7 0
0 4
1 5
2 6
3 7

上面实际上是12条多段线，它们应该在屏幕上形成3D立方体

以下是摄像头配置：

Position 0.5 0.5 1 // position of camera
LookAt 0.5 0.5 0.5 // look at point
Up 0 1 0 // up vector
Window -1 1 -1 1 // window size, (-1,-1) to (1,1) includes all the above polygons in window
Viewport 800 600 // viewport size, not so relevant

我期望会发生什么 当我画上面的多边形时，因为我的相机看着立方体的中心，并且正好位于立方体的前面（距离为1，这样我就能看到一些东西）， 我希望在屏幕上只看到一个普通的正方形（因为所有的3D边都正好在正方形后面）。

到底发生了什么

为了解决这个问题我是如何接近的。。。 我深入到我的代码中，以找出对角线的来源，并意识到虽然我希望坐标（0,0,0）和（0,0,1）在2D中落在同一点上（特别是当我们与立方体完全垂直时），但它们彼此是对角的

更详细的信息：

将（0,0,0）坐标转换为查看坐标会导致（-0.5，-0.5，-1），而将（0,0,1）转换为（-0.5，-0.5,0）

现在，当投影到2D时，（0,0,0）变为（0.5,0.5），（0,0,1）变为（-0.5，-0.5）。这就是为什么它们看起来是对角线，而绘制多边形0 4（基本上是它们之间的一条线）是一条对角线

我到底需要弄清楚什么 为什么会发生这种情况？

我应该看到一个正方形的假设是错误的，还是我很好，这可能是计算中的一个错误？你的成绩和我的一样吗？

如果有人想知道，以下是我用来转换为观察坐标的计算：

要在二维空间上投影，请执行以下操作：

我计算了d，就好像它是从相机到观察点的距离，但从另一方面来说，我可能错了。这是我的资料来源（我想我误解了，但不知道什么是d）：

编辑： 根据Nico的回答，现在我设置d=1（并将等式保留为/z+d）。我还将第8个多边形从7 0更改为7 4，这更有意义。这是我得到的，数字是摄像机位置的变化：

---

为什么z=1上的对角线看起来像这样？

首先，你的投影中心在立方体的背面。因此，此面上的点投影到无穷远。将投影中心再移动一点（例如，将z坐标设置为2）

其次，视图变换和投影变换似乎不匹配。使用以下转换获得合理的值：

xp = d * x / z
yp = d * y / z
zp = d

通常，

d

被设置为1，但如果您设置了合理的窗口大小，这并不重要

---

请记住，这是一个透视变换。因此，点

（0,0,0）

和

（0,0,1）

不会投射到同一点上。

您使用的

d

值是多少（以及为什么）？对我来说，这看起来就像你把你的投影中心放在立方体内部的某个地方，你自然会得到投影在立方体前面的点。此外，您的公式似乎非常匹配，因为视图矩阵变换到相机位于原点的眼睛空间，但您的投影将中心放置在距离

d

的其他位置。我认为d是相机点到注视点的距离。你看这个我可能错了。。。我已经编辑了关于我使用什么的问题，也许这就是问题所在。。！我猜x，y，z是相机的位置，所以它不应该是它，而是平面上某点的“投影中心”。投影的中心是什么？我要计算到平面上的哪个点的距离？1。如何将“投影中心”移动到2？到底是什么？2.这些公式来自哪里？为什么它和我给的不同？3.我如何精确地计算d？你是否意识到/z是不可能的？如果z==0怎么办？另一个证明应该是+d…好的，我测试了你的方程，当z为0时，我简单地使用xp=x和yp=y。（我完全省略了z，因为我不进行筛选）。我得到了完全相同的结果。但是当我将相机定位在0.5,0.5,2而不是1时，我得到了这样的结果：P.S在Donald Heaper的CG书中读到，等式应该是/z+d，而不是/zExcept，从右对角线开始，图像现在是正确的。当点与投影中心（摄影机）位于同一投影平面时，会发生零除。这些点没有图像。如果要除以

z+d

，则必须从视图矩阵中的投影中心减去

d

。