Co dokładnie powoduje, że powierzchnia nakłada się na inną?

Naprawdę nie mogę zrozumieć, co powoduje, że jedna powierzchnia zachodzi na drugą. W silniku 3D, który tworzę, moja technika zawodzi w skrajnych przypadkach.

Moją metodą jest sortowanie powierzchni do malowania od najdalszych do najbliższych. Aby określić bliskość, porównuję średnie wartości z. Czasami jednak nakładająca się powierzchnia ma wyższą średnią wartość Z niż ta, na którą się nakłada. Tak więc powierzchnia znajdująca się dalej jest namalowana na bliższej, co powoduje dziwne renderowanie:

To, co należy zobaczyć, to tylko fioletowa przednia powierzchnia sześcianu, podczas gdy czerwona powierzchnia boczna jest pomalowana na fioletowej. Średnia wartość Z fioletowej powierzchni jest wyższa, a zatem „dalej”. Mam wątpliwości, czy ta technika jest poprawna.

Próbowałem też uzyskać odległość od aparatu (tj. Początek) do powierzchni, ale wtedy potrzebowałem punktu. Wybrałem środek każdej powierzchni, ale nie zawsze wydaje się to działać, ponieważ nie wszystkie powierzchnie są tak duże od siebie.

Dlatego jaki jest niezawodny sposób określenia kolejności bliskości powierzchni w stosunku do źródła?

Wygląda na to, że próbujesz wdrożyć algorytm malarzy . Zgaduję, że próbujesz napisać rasterizer od zera jako ćwiczenie edukacyjne, ponieważ większość współczesnego sprzętu 3D wykorzystuje to, o czym wspomniał Bart (bufor Z / Depth). Aby algorytm malarzy działał we wszystkich przypadkach, trzeba być przygotowanym na podział powierzchni podczas renderowania w celu rozwiązania możliwych scenariuszy (takich jak nakładający się problem wielokąta pokazany na stronie Wikipedii).

Renderując od najdalszego do najbliższego, spędzasz również czas renderując piksele, które być może później zostaną zasłonięte przez inne wielokąty, co gdy zaczniesz nakładać tekstury i złożone shadery na wielokąty, marnuje cenne cykle. To jest powód, dla którego nowoczesny sprzęt wolałby renderować od przodu do tyłu, używając bufora głębokości, aby ustalić, czy piksel, który ma być renderowany, znajduje się dalej niż piksel na ekranie (i dlatego może zostać odrzucony).

Nawet z najnowocześniejszym sprzętem przyspieszającym nadal będziesz musiał sortować i renderować od pół do przodu wszystkie półprzezroczyste wielokąty, renderując to dopiero po renderowaniu wszystkich nieprzezroczystych wielokątów.

To, co masz, to problem z widocznością . Jednym z rozwiązań jest za pomocą bufora Z .

Sortowanie ścian według ich średniej wartości Z nie działa, ponieważ średnia wartość Z nie dostarcza informacji o rzeczywistej wartości Z wierzchołków, a nawet pikseli powierzchni.

Przykład (ostrzeżenie, grafika ASCII przed nami):

          /
         /
cam     /
-->    / 
      /
     /--       <--B
    /
    ^--A

Istnieją dwie twarze A i B. Z perspektywy aparatu A znajduje się przed B. Jednak średnia wartość Z dla B jest mniejsza. Spójrzmy na inne wartości Z:

• minimalna wartość Z dla A wynosi 4
• maksymalna wartość Z dla A wynosi 11
• dlatego średnia wartość Z dla A wynosi 7,5
• minimalna wartość Z dla B wynosi 6
• maksymalna wartość Z dla B wynosi 8
• dlatego średnia wartość Z dla B wynosi 7

Możesz spróbować posortować je według ich minimalnych wartości Z, ale są przypadki, w których to też nie zadziała. Po prostu nie ma możliwości prawidłowego sortowania dowolnych ścian przy użyciu tylko jednej wartości Z.

W algorytmie Newella http://en.wikipedia.org/wiki/Newell 's_algorytm to, co robisz, to sortowanie zakresów min / max wartości Z. Jeśli zakresy dwóch ścian się nie pokrywają, możesz być pewien, która z nich jest z przodu. Jeśli tak, czasami trzeba absolutnie podzielić twarze. Czasami wystarczy prześledzić każdy wierzchołek w celu okluzji lub innej techniki.

Dobrze, że uczysz się o renderowaniu przez działanie. Sława. W tym przypadku nie ma rozwiązania „algorytmu malarzy”, zamiast próbować to naprawić przez sortowanie, na PS1 próbowaliśmy utrzymać wielokąty mniej więcej tego samego rozmiaru, gdy były obok siebie (co robisz jako o ile mogę powiedzieć) i cull backface (czego nie robisz)

Wykończenie tylnej powierzchni sprawdza, czy powierzchnia jest normalna w przestrzeni ekranu pod kątem jej kierunku (wystarczy uzyskać znak elementu głębokości z przestrzeni ekranu przekształconej normalnie (w naszym przypadku była to wartość z normy) lub iloczyn krzyżowy dwóch wektorów trójkąt tj. krzyż (v1-v0, v2-v0))

Jeśli zastosujesz culling backface, zmniejszysz również ilość rasteryzacji, którą wykonujesz .. podwójna wygrana.