透视投影 - 如何投影“相机”后面的点？

Question

我正在用 Java 编写自己的软件光栅器，但遇到了一些麻烦...请看一下示例图像：

图像

这个示例只是在平面上绘制简单的方形网格。一切正常，直到我将相机移得足够近，使某些点移动到它后面。之后，它们不再正确投影，如​​您所见（垂直线 - 应该位于相机后面的点被投影到屏幕顶部）。

我的变换矩阵和向量与 DirectX 使用的矩阵和向量相同（用于投影的 PerspectiveFovLH，用于相机的 LookAtLH）。

我使用以下变换方法来投影 3D 点：

1. 创建要变换的 3D 矢量。
2. 向量乘以 ViewProjection 矩阵。

3. 之后，使用以下方法将点转换为屏幕：

   // 'vector' 是投影空间中的输入向量
   // 投影到屏幕
   双 vX = 矢量.x / 矢量.z;        
   双 vY = 向量.y / 向量.z;
   
   //翻译
   //surfaceW是渲染窗口的宽度，surfaceH是高度。
   vX = (( vX + 1.0f) / 2.0f) * 表面W;
   vY = ((-vY + 1.0f) / 2.0f) * 表面H；
   
   返回新的 Vector3(vX, vY, 矢量.z);
   

正如我之前所说，它工作正常，直到点移动到相机后面。事实是，我可以弄清楚该点何时位于相机后面（通过测试最终变换后的 Z 值），但由于我正在绘制线条和其他基于线条的对象，所以我不能跳过该点。

然后我尝试根据 MSDN 上的The Direct3D Transformation Pipeline文章设置我的转换管道。

不幸的是，我也没有任何运气（相同的结果），所以任何帮助将不胜感激，因为我有点陷入这个困境。

谢谢。

此致， 亚历克斯

Answer 1

您需要将该线与 3D 空间中的前剪裁平面相交并截断该线，以便仅绘制可见的线段：

             |
             |
             |
x------------+-----------o
             |
             |
             |   * - camera
             |
             |
             |
       clipping plane

您有一条线 xo，其中 x 在剪裁平面前面，o 在剪裁平面后面。将此线与剪裁平面相交以生成点 +。您知道 x 和 o 中哪一个可见，因此从 x 到 + 画一条线。

这样你就不会投影相机后面的点。