绘制前可以用多个半空间包围相机视野。若一个物体的整个轴对齐包围盒都位于其中某个平面外侧,它就肯定无需绘制;但没有被排除也不等于它一定可见。
本例视野以六个不等式定义,每个平面满足n点乘位置加d不小于零。对包围盒,按法线分量正负选择坐标上下界,分别计算该表达式的最小值和最大值。某平面最大值小于零就排除;所有平面最小值均非负则全在内部。
六平面系数依次为[[1, 0, 1, 0], [-1, 0, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, -1, 1, 0], [0, 0, 1, -3], [0, 0, -1, 13]],每项前三个数为法线,第四个为常数;盒子记录下界与上界。
包围盒 | 六平面表达式范围 | 判定 [[-1, -1, 7], [1, 6, 12]] | [[6, 13], [6, 13], [6, 18], [1, 13], [4, 9], [1, 6]] | 全部在内 [[-10, -5, 20], [-7, 0, 25]] | [[10, 18], [27, 35], [15, 25], [20, 30], [17, 22], [-12, -7]] | 排除 [[-1, 12, 2], [8, 17, 6]] | [[1, 14], [-6, 7], [14, 23], [-15, -6], [-1, 3], [7, 11]] | 排除 [[-9, -4, -6], [-2, -1, -4]] | [[-15, -6], [-4, 5], [-10, -5], [-5, 0], [-9, -7], [17, 19]] | 排除 [[9, -8, -2], [16, -5, 7]] | [[7, 23], [-18, -2], [-10, 2], [3, 15], [-5, 4], [6, 15]] | 排除 [[2, 3, -5], [10, 6, -3]] | [[-3, 7], [-15, -5], [-2, 3], [-11, -6], [-8, -6], [16, 18]] | 排除 [[-16, 4, 6], [-11, 6, 13]] | [[-10, 2], [17, 29], [10, 19], [0, 9], [3, 10], [0, 7]] | 待进一步检查 [[-15, 7, 19], [-13, 9, 23]] | [[4, 10], [32, 38], [26, 32], [10, 16], [16, 20], [-10, -6]] | 排除
这里的编号只用来辨认本例中的对象,不能当成另一份记录里的固定身份。阅读表格时先找到输入,再顺着运算顺序对照输出;空列表、零值和不存在的结果有不同含义,不能混用。表中分数保留精确值,小数显示仅为阅读方便。
剩下的情况只标为待进一步检查。平面测试是保守的:包围盒可能同时跨过若干边界,逐平面没有完全外侧仍可能与实际视野不相交。边界等于零算接触,不在这一阶段丢弃。
可以逐个枚举包围盒的八个角,核对每个平面的最小值和最大值。不要仅测试盒子中心,中心在外不表示整个物体在外;也不要把待检查状态直接改成不可见,否则贴着视野边缘的大物体可能突然消失。
这里的视野是显式定义的截头锥体,坐标和不等式约定都写在输入中,不依赖某个图形接口的矩阵排列。测试只依据包围盒,不考虑遮挡、物体内部空洞、透明度或屏幕上是否只占很少像素。
本例是一套可复现的游戏机制练习,不依赖具体品牌或某个软件的默认设置。修改任何边界约定、输入参数或操作顺序后,应重新推演并保存中间状态。发现差异时先定位第一处不一致,再判断是规则不同还是计算错误,不要只把最终答案调整到看起来相同。