哪种 3D 渲染技术/算法最有效地通过边缘绘制光束？答案

【问题标题】：What 3D rendering technic/algorithm is most effective to draw beams by edges?哪种 3D 渲染技术/算法最有效地通过边缘绘制光束？
【发布时间】：2016-09-19 14:14:02
【问题描述】：

我正在尝试用 C# 构建一个程序，该程序生成由梁组成的结构的 3D 模型，然后创建对象的一些视图（正面、侧面、顶部和等距）。

由于我不需要绘制曲面（边缘就足够了），我一直在计算要绘制的每条线，然后用

GraphicObject.DrawLine(myPen, x1, y1, x2, y2)

到目前为止，这工作得很好，但是当我向结构中添加部分时，GraphicObject 的刷新需要太多时间。所以我开始进行线条可见性检查以减少要绘制的线条数量。

我已经搜索了 Wikipedia 和一些关于该主题的 PDF，但我发现的都是表面。所以我的问题是：是否有一种简化的算法来检查物体边缘的可见性，还是我应该采用不同的方法，比如考虑表面？

任何建议将不胜感激，感谢您的帮助。

补充说明/问题：

我目前的做法：

计算局部轴上的每个光束（所有顶点）
- => 将它们移动到它们的全局位置
- => 创建一个包含点对的列表（投影并缩放到视图）
- => GraphicObject.DrawLine 点对列表）
如果我按像素计算视图而不是使用DrawLine 方法，整个事情会更快吗？

屏幕截图显示了它将要执行的结构类型（尚未完全完成）：

结构视图

结构细节

【问题讨论】：

标签： c# algorithm 3d render

【解决方案1】：

有两种解决方案可以提高性能。 a) 将计算切换到显卡。 b) 使用 kd-tree 或其他类似的数据结构来快速去除不可见的边缘。

这里有更多细节：对于 a)，你们中的许多计算都是将许多顶点（长度为 3 的向量）乘以某个矩阵。 CPU 很慢，因为它们一次只执行几个这样的操作。切换到 GPU，例如使用 CUDA，这将允许您以更好的内存访问基础设施并行执行它们。您还可以使用 OpenGL/DirectX/Vulkan 或其他任何东西来渲染线条本身，从而跳过必须从显卡获取结果以及 Windows 代码/库引入的任何其他问题。这将有助于在几乎所有情况下提高性能。

对于 b)，它仅在您不查看整个场景时才有帮助（在这种情况下，您确实需要绘制所有内容）。在这种情况下，您可以将场景存储在 kd-tree 或其他一些数据结构中，并使用它来快速删除肯定在视图区域之外的东西。您通常需要将一些长方体与金字塔/平锥相交，这样会涉及到更多的数学运算。

作为一种折衷方案，在您想要查看所有内容的大型场景中应该有所帮助，您可以考虑调整细节级别。从您的示例中，读取的 bean 由 8 个左右的组件组成。如果你足够远，你将无法区分 8，所以只画一个。如果您有大量圆边，这将非常有用，因为您可以简化很多。

【讨论】：