3D网格的隐藏线去除算法？

Question

给定一个任意 3D 网格，我正在寻找一种可以实时执行隐藏线移除的算法。我在 OpenGL 的上下文中工作，这意味着我们可以利用 Z-Buffer。

我猜该算法应该包含以下两个问题的解决方案：

1) 定义哪些是“硬边”，以便以后使用常规 OpenGL 线绘制它们。这些“硬边缘”应该对应于两个对应面之间的角度高于某个阈值的边缘。

为简单起见，我们声明保证每条边定义的面不超过 2 个。

“硬边”的计算应该在每个网格中进行一次，即它与视点无关。

2) 根据当前视点定义网格轮廓的轮廓。最终，这部分可以使用经典的 OpenGL 技术（涉及多边形偏移或模板缓冲区）完成，但最好使用常规 OpenGL 线条绘制轮廓，以保持所有线条的统一外观。

对于那部分，我不确定轮廓的顶点是否都应该通过网格顶点。在任何情况下，对于像立方体这样的网格，不需要轮廓（因为只绘制“硬边”就足够了），算法应该足够聪明，以避免两次绘制“相似线”。 .

Answer 1

这里发生了几件事。首先，您要绘制网格线，其次要绘制轮廓。这是使这项工作的通用过程，

1. 仅通过清除color mask 将（使用三角形）网格绘制到深度缓冲区。

2. 重新打开颜色蒙版，切换front face，然后将网格重新缩放/偏移一小部分。翻转正面会导致您只能看到偏移网格的内部，该内部会被先前绘制的网格的深度缓冲区剪裁。如果你做得对，它应该会给你一个整洁的轮廓。下面是这种技术的一个例子：http://www.codeproject.com/KB/openGL/Outline_Mode.aspx

3. 最后，在现有的网格和外壳上绘制网格的边缘（同时保持前两个操作中的深度缓冲区完好无损）。

结果是您现在将绘制网格的所有边缘以及漂亮的轮廓！

编辑：第二次重读您的帖子后，听起来您不想绘制所有边缘，只绘制那些出现在具有足够高曲率的边界处的边缘。因此，为此，您可以执行以下操作之一：

1. 预处理网格的边缘，并剔除连接成对几乎共面的面的所有边缘。这很容易通过比较它们的法线的点积来检查。如果它足够接近 1，则从渲染集中丢弃该边。

2. 更一般地说，您还可以在屏幕空间中近似网格的曲率。这样做与计算所谓的屏幕空间环境光遮蔽相反。 （此处列出了该技术的另一个巧妙应用：http://zigguratvertigo.com/2011/03/07/gdc-2011-approximating-translucency-for-a-fast-cheap-and-convincing-subsurface-scattering-look/）一旦从深度缓冲区计算出对象的曲率，您就可以通过仅绘制出现在具有足够高曲率的像素上的线片段来过滤线条。

Answer 2

这听起来是a lot like cel shading。

这就是你要找的吗？

诀窍是去除钝边。棘手的部分是正确设置阈值，每个对象的阈值可能不同。

This article explains more about the algorithm一般是最快的to implement the effect using a pixel shader