从头开始的 3D 图形

Question

我需要从头开始构建3D图形的程序的最低配置，例如，我只有SFML来处理2D图形，我需要实现可以在空间中移动和旋转的Camera对象

从哪里开始以及如何实现vector3d ->vector2d转换功能和其他必要的东西

我现在只有： 角度 Phi、Xi、epsilon 1-3 和一些我可以使用以下公式在屏幕上绘制的对象

x/y = center.x/y + scale.x/y * dot(point[i], epsilon1/epsilon2)

但这样我只是变换"world"轴，而不是对象点

Answer 1

首先，您需要实现转换矩阵和向量数学：

• 以数学方式计算简单的图形管道
• 了解 4x4 齐次变换矩阵

其余的取决于要实现的渲染类型：

1. 边界多边形网格渲染

   这种渲染是当今gfx卡的原生方式。您需要为以下各项实现缓冲区：

   • 深度(对于没有 z 排序的填充面)
   • 屏幕(避免闪烁，也可用作画布)
   • 阴影，模板，辅助(用于高级渲染技术)

   它们通常具有与目标渲染区域相同的分辨率。最重要的是，您需要实现支持的基元，至少渲染点，线，三角形。看：

   • 填充三角形的算法

   除此之外，您可以添加纹理，着色器以及您想要的任何其他内容...

2. (返回)光线追踪

   这种渲染非常不同，当前的 gfx 硬件不是为此构建的。这涉及实现射线/基元交集计算、斯涅尔定律和网格的分析表示。这样，您还可以进行多光谱渲染和更精确的物理效果/过程，请参阅：

   • 如何在三.js中渲染地球的"大气层"？ 混合方法 #1+#2
   • 二维光线追踪器的算法
   • 如何在GLSL中实现2D光线投射光效果
   • 多波段影像栅格到 RGB

   2D 和 3D 光线追踪器之间的区别几乎为零，唯一的区别是如何计算垂直矢量......

   还有不同的渲染方法，如体积渲染、混合方法等，但它们的实现通常是面向任务的，通用描述很可能只是误导......这是我的一些3D光线追踪器：

   • 通过 3D 网格的反向光线跟踪
   • 通过 3D 体积进行反向光线跟踪