获取 3D 模型可见时特定顶点的屏幕空间坐标

Question

我想渲染一个模型，然后，如果特定的顶点（我将如何标记它们？）是可见的，我想在它们所在的位置渲染一些 2D 的东西。

我该怎么做呢？

Answer 1

首先，您需要将顶点位置设置为 Vector4（透视投影需要使用齐次坐标；设置 W = 1）。我假设你知道你想要哪个顶点以及如何获得它的位置。它的位置将在模型空间中。

现在只需将该点变换到投影空间即可。也就是说，将它乘以你的世界观投影矩阵。也就是说：

Vector4 position = new Vector4(/* your position as a Vector3 */, 1);
IEffectMatrices e = /* a BasicEffect or whatever you are using to render with */
Matrix worldViewProjection = e.World * e.View * e.Projection;
Vector4 result = Vector4.Transform(position, worldViewProjection);
result /= result.W;

现在你的结果将在投影空间中，即屏幕左下角的 (-1,-1) 和右上角的 (1,1)。如果您想获取在客户端空间中的位置（这是 SpriteBatch 使用的），则只需使用与 SpriteBatch< 使用的隐式视图投影矩阵相匹配的矩阵的逆矩阵对其进行转换即可/代码>。

Viewport vp = GraphicsDevice.Viewport;
Matrix invClient = Matrix.Invert(Matrix.CreateOrthographicOffCenter(0, vp.Width, vp.Height, 0, -1, 1));
Vector2 clientResult = Vector2.Transform(new Vector2(result.X, result.Y), invClient);

免责声明：我还没有测试过这些代码。

（显然，要检查特定顶点是否可见，只需检查它是否在投影空间的 (-1,-1) 到 (1,1) 范围内即可。）

Answer 2

查看引擎的遮挡剔除功能。对于 XNA，您可以在此处查阅框架指南（带有示例）。

http://roecode.wordpress.com/2008/02/18/xna-framework-gameengine-development-part-13-occlusion-culling-and-frustum-culling/

Answer 3

也许最好的方法是使用 BoundingFrustrum。它基本上就像一个向特定方向扩展的矩形，类似于玩家相机的工作原理。然后，您可以检查所需的给定点是否包含在 BoundingFrustrum 中，如果包含，则渲染您的对象。

基本上，它形成的形状如下所示：

示例：

// A view frustum almost always is initialized with the ViewMatrix * ProjectionMatrix
BoundingFrustum viewFrustum = new BoundingFrustum(ActivePlayer.ViewMatrix * ProjectionMatrix);

// Check every entity in the game to see if it collides with the frustum.
foreach (Entity sourceEntity in entityList)
{
    // Create a collision sphere at the entities location. Collision spheres have a
    // relative location to their entity and this translates them to a world location.
    BoundingSphere sourceSphere = new BoundingSphere(sourceEntity.Position,
                                  sourceEntity.Model.Meshes[0].BoundingSphere.Radius);

    // Checks if entity is in viewing range, if not it is not drawn
    if (viewFrustum.Intersects(sourceSphere))
        sourceEntity.Draw(gameTime);
}

该示例实际上是用于剔除游戏中的所有对象，但可以很容易地将其修改为处理你想做的事。

示例来源： http://nfostergames.com/Lessons/SimpleViewCulling.htm

获取您的世界坐标到屏幕空间，看一下 Viewport.Project。