講講不怎麼有用卻很有意義的包圍體測試

大多遊戲程式設計師和圖形程式都知道渲染流水線這個概念，它的本質是將3d的場景對映到顯示屏上的一系列操作。它主要分3個階段：應用程式階段，幾何階段，光柵化階段。將攝像機位置，光照，模型的圖元輸入到幾何階段便是應用程式階段。進行多邊形和頂點操作把3d資料對映到2d的階段便是幾何階段。給定進過變換和投影之後的頂點，顏色，紋理座標，給每個畫素正確配色，這個階段叫光柵化階段。具體的流水線概念，這篇文章不做詳細介紹，這篇文章主要講解幾何階段中的包圍體測試。

幾何階段簡介

幾何階段分幾個階段，流水線上按順序為頂點資料等執行以下操作

模型檢視變換：模型空間變換到觀察空間

頂點著色：光照處理

投影：將模型變換到乙個單位立方體內

裁剪：裁剪不顯示的部分

螢幕對映：對映到螢幕座標系

而物體剔除和背面消隱是處於模型檢視變換的可選操作。

在模型檢視變換階段時需要將物體座標系的點先轉換到世界座標系，然後再由世界座標系轉換到檢視座標系（相機座標系）

然而執行世界座標到相機座標前，需要進行幾個測試。來判斷物體對相機是否可見，避免場景過大時造成大量多餘的計算，然後準確無誤地渲染物體。而這些測試被稱為隱藏面消除。

執行的測試有2種，一種是背面消隱，一種是包圍體測試。

背面消隱的原理可以看這篇部落格，我這篇就主要講很少被提及的包圍體測試的原理

原理很簡單：就是用乙個球體把物體包起來，然後判斷球體是否在視景體外，是則丟棄這個物體。『

現在我們假設有乙個物體，包含一組頂點，要找到離中心遠最遠的頂點，最遠頂點到中心點的距離便是球體的半徑，**實現如下

class gameobject
/// /// 計算半徑
/// 
private void calculatemaxradius()
max_radius = (float)system.math.sqrt(max_radius);}}

為了便於理解，我用畫圖工具畫了個視景體的圖。視景體就是塗畫的淺藍色部門區域。

不過為了計算，程式裡的視景體是個由遠裁剪面，*裁剪面，y = ymax（視景體內點y座標的最大值），y = ymin，x = xmax，x = xmin六個面構成的長方體，我們只需要判斷球體是否在長方體內即可。也就是判斷球體的6個臨界頂點是否在視景體內即可。

遠*裁剪面

首先我們判斷球體是否在遠*裁剪面間

只需要判斷球體z座標最大的點的z座標值是否在比*裁面的z值小，球體z座標最小的點的z座標值是否比遠裁面的z值大即可。**實現如下

//遠*裁剪面裁剪
if (spherecenterpos.z - go.max_radius> camera.zf||
spherecenterpos.z + go.max_radius < camera.zn)

左右裁剪面和上下裁剪面

接下來是對左右裁剪面和上下裁剪面的判斷，不過由於需要計算xmin，ymin，xmax，ymax,我們需要先獲得攝像頭的焦距

焦距就是位於視景體內的黃線長度，也就是視景體的z深度

焦距的計算和攝像頭資料結構定義**如下

class camera
}  }

通過**我們可以看到，焦距的計算，只是簡單的三角函式的變換，不做詳細介紹，不理解可以結合下圖來理解

完整**

/// /// 物體剔除-包圍球測試
/// 
private bool cullobject(gameobject go,vector3 spherecenterpos)
float focallength = camera.focallength;//獲得焦距
//左右裁剪面剔除
float z_test = 0.5f * camera.aspect * camera.screenheight *
spherecenterpos.z / focallength;
if (spherecenterpos.x - go.max_radius > z_test ||
spherecenterpos.x + go.max_radius < -z_test)
//上下裁剪面剔除
z_test = 0.5f * camera.screenheight *
spherecenterpos.z / focallength;
if (spherecenterpos.y - go.max_radius > z_test ||
spherecenterpos.y + go.max_radius < -z_test)
return go.mesh.cullflag = false;
}

程式中的視景體實際上並沒有成功代表整個視景體，包圍球也不一定很好地代表整個物體。而且存在物體部分位於視景體的情況，包圍體測試不一定管用。但這不代表包圍體測試沒有意義，至少在遊戲中，能有效避免對不可見的大型區域進行處理。

講講不怎麼有用卻很有意義的包圍體測試

正則不怎麼會用

例項3 邏輯操作，很少用卻很有用

BOM一些不怎麼重要的方法

講講不怎麼有用卻很有意義的包圍體測試

正則不怎麼會用

例項3 邏輯操作，很少用卻很有用

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