获取可见时 3D 模型特定顶点的屏幕空间坐标答案

【问题标题】：Get screen space coordinates of specific verticies of a 3D model when visible获取可见时 3D 模型特定顶点的屏幕空间坐标
【发布时间】：2011-05-26 10:57:50
【问题描述】：

我想渲染一个模型，然后，如果特定顶点（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？

【问题讨论】：

标签： c# xna 3d coordinate-systems

【解决方案1】：

首先，您需要将您的顶点位置设为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。

现在只需将该点转换为投影空间。也就是说 - 将它乘以您的 World-View-Projection 矩阵。那就是：

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;

现在您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)。如果你想在客户空间中获得你的位置（这是SpriteBatch 使用的），那么只需使用与SpriteBatch 使用的隐式视图投影矩阵匹配的矩阵的逆矩阵来转换它。

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：我没有测试任何代码。

（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中的 (-1,-1) 到 (1,1) 范围内。）

【讨论】：

要得到[1,-1]范围内的坐标，需要除以齐次分量。代码应该是： Vector4 aux = Vector4.Transform(new Vector4(position, 1), worldViewProjection);结果.X = aux.X /aux.W;结果.Y = aux.Y /aux.W;结果.Z = 辅助.Z /辅助.W;我曾尝试编辑 Andrew 的回复，但已被拒绝... :(
你说的很对。我已经修改了我的答案以考虑到这一点。

【解决方案2】：

看看您的引擎的遮挡剔除功能。对于 XNA，您可以在此处查阅框架指南（附示例）。

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

【讨论】：

【解决方案3】：

可能最好的方法是使用BoundingFrustrum。它基本上就像一个向某个方向扩展的矩形，类似于玩家相机的工作方式。然后，您可以检查您想要的给定点是否包含在 BoundingFrustrum 中，如果是，则渲染您的对象。

基本上，它的形状如下所示：

例子：

// 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，但可以很容易地对其进行修改以处理您想要做的事情。

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

要将您的世界坐标放入屏幕空间，请查看Viewport.Project。

【讨论】：