投影数学在软件3d引擎

Projection math in software 3d engine

本文关键字：3d 引擎软件投影更新时间：2023-09-26

我正在用Javascript编写一个软件3d引擎，渲染到2d画布。我完全陷入了一个与从3d世界到2d屏幕坐标的投影有关的问题。

到目前为止，我有:

相机投影和视图矩阵。
转换的模型顶点(v x ModelViewProj)。
取结果并将x和y除以z(透视)坐标，生成视口坐标。
根据视口大小缩放生成的2d矢量。

我正在绘制一个平面，当所有4个顶点(2个三角形)都在屏幕上时，一切都工作了。当我的相机在平面上飞行时，在某个点，屏幕外的顶点转换到屏幕的顶部。这一点似乎与透视坐标大于1的时候一致。我有一个例子来说明我的意思——按前进键看到它翻转:

http://davidgoemans.com/phaser3d/

代码没有被缩小，所以web开发工具可以很容易地检查，但我也把源代码放在这里:

https://github.com/dgoemans/phaser3dtest/tree/fixcanvas

提前感谢!

注意:我正在使用相位器，目前没有真正做任何事情，但我的计划是混合2d和3d。它不应该对3d数学有任何影响

当投影点位于虚拟摄像机的后面时，结果将投影到它的前面，镜像。x/z和-x/-z是一样的

在渲染管道中，这个问题是通过剪切算法解决的，该算法通过剪切平面与原语相交。在你的情况下，一个单一的裁剪平面位于相机前面的某个地方，就足够了(在渲染管道中，一个人通常使用6个裁剪平面来描述一个完整的观看体)。您必须防止这样的情况:单个原语至少有一个点在相机前面，而至少有另一个点在相机后面(并且您必须丢弃完全位于后面的原语，但这是相当微不足道的)。剪辑必须在透视分割之前完成，这也是为什么投影矩阵变换到的空间被称为剪辑空间的原因。