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低手交流，高手勿入
作者:Bill Hsu
主页:http://www.graptor.com
GameRes发帖里的公式什么的可能不太整齐，
在这里看可能效果好一点~
http://hi.baidu.com/probill/blog/item/32111f1ccbc2cd8086d6b6f1.html
剪裁平面(Clip Plane)在图形学领域有着重要的作用，比如水面模拟中，渲染折射纹理时，我们就必须将水面以上的顶点通过剪裁平面剪裁掉。
在过去的固定渲染管道时代，剪裁平面的实现较为简单，比如在DirectX 9中，可以先设定剪裁平面在世界坐标系下的方程(ax+by+cz+d=0)，再调用SetClipPlane(DWORD Index,CONST float * pPlane)这个API函数就可以了。
附上例子程序：
vPosition=D3DXVECTOR3(0,0,0);//平面上一个点
vNormal=D3DXVECTOR3(0,1,0);//法向量
D3DXPlaneFromPointNormal( &clipplane, &vPosition, &vNormal );//生成剪裁平面
m_pDevice()->SetClipPlane( 0, (float*)clipplane);
然而，在现在的可编程管道(programmable pipeline)下，设置的剪裁平面会被在剪裁坐标系下处理，而不是在世界坐标系下。
解决这个问题的方法有：
1） 给要剪裁的顶点做标记，在Pixel Shader中把它剪裁掉。
2） 使用近斜平面裁剪（Oblique Near-Plane Clipping），即修改投影矩阵，将要剪裁的顶点放在视截体之外，从而避免了该顶点的绘制。
3） 修改平面方程，使之从世界坐标系转换到剪裁坐标系。
上述方法中，第一种和第二种效率并不高：在Pixel Shader中剪裁没有减少任何不必要的顶点处理，而计算近斜平面裁剪矩阵较为繁琐。所以，方法三是最佳选择。
要将一个平面从世界坐标系转换到剪裁坐标系，必须求出这个变换矩阵。
设平面方程ax+by+cz+d=0，用一个4维向量来n表示(a,b,c,d)，设平面上有个点p x,y,z,1)。根据平面方程的定义，有：
nT p = ax + by + cz + d = 0
设矩阵R可以让点P从世界坐标系转换到剪裁坐标系，矩阵Q可以让平面n实现同样的变换。那么，有：
p'= R p
n'= Q n
其中p'、n'分别是转换后的点与平面。
n'T p'= 0
(Q n)T (R p) = 0
nT QT R p = 0
如果：QT R = I
那么：
nT QT R p = nT I p = nT p = 0
于是：
QT = R-1
Q = (R-1)T
在DirectX 3D中，将一个点从世界坐标系转换到剪裁坐标系，所用的矩阵为观察矩阵与投影矩阵的乘积，即：
D3DXMATRIX TranMatrix = matView*matProj;
(TranMatrix为所求的变换矩阵，matView和matProj分别为观察矩阵与投影矩阵)
附上在D3D中变换的完整代码：
D3DXPLANE tempPlane = clipplane;
D3DXPlaneNormalize(&tempPlane, &tempPlane);
D3DXMATRIX TranMatrix = matView*matProj;
D3DXMatrixInverse(&TranMatrix, NULL, &TranMatrix);
D3DXMatrixTranspose(&TranMatrix, &TranMatrix);
D3DXPlaneTransform(&tempPlane, &tempPlane, &TranMatrix);
参考资料：
1.Back Face Culling Notes ,Jordan Smith (University of California, Berkeley)
http://www.cs.berkeley.edu/~ug/slide/pipeline/assignments/backfacecull.shtml
2.GameDev Forum
http://www.gamedev.net/community/forums/topic.asp?topic_id=402381
3.Oblique Near-Plane Clipping with Orthographic Camera ,Aras
http://aras-p.info/texts/obliqueortho.html |
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发表于 2010-1-20 22:07:00