快球＆＃39;球带着色的像素光栅化例程

Question

我需要在c

中使用一些简单的“球”光栅化程序

我根据中点 - 布雷森汉姆给自己做了些什么 算法（在维基百科中看到）我首先计算的地方 x-y屏幕平面中的圆点

// XXX
// XXXXX
// XXXXXX
// XXXXXXX
// XXXXXXXX
// XXXXXXXX
// XXXXXXXXX
// XXXXXXXXX
// XXXXXXXXX

然后对于每条扫描线，我这次使用'第二'中点 在x-z平面和更新深度缓冲区z值

虽然它有一些麻烦（例如

），它似乎工作

1. 视角变换，据我所知，不要投球 圆圈，但可能是elipses所以这是我的栅格化算法 它作为圆圈不太正确

2. 对于小圆圈，在1个球的外观之间有一个跳跃 像

   //＃

然后当得到clossser时，它会立即跳到类似的东西

//  #
//#####
//#####
//  #

或

//  ##
//######
//######
//  ##

我不确定这是否是中点算法的结果 或者我犯错了）

其他问题是，当我得到这个我的算法时，我想 它的着色版本 我需要例如知道我的光栅化的每个像素的正常 球（用于点光线） 有人能为像素的这个法线提供一些公式吗？

也许有更快的阴影方法吗？

简而言之，我需要一些建议来改进我得到的东西， esp想要它的阴影版本（更重要的是工作而不是完美 但是一些关于正确性的改进也是正确的。）

tnx for hints

Answer 1

普通矢量

• 在球体上任意点(x,y,z)
的法线
• 是(x-x0,y-y0,z-z0)
• 其中(x0,y0,z0)是球体中心
• 所以你也需要Z坐标......
• 应通过将最终点积除以半径来对其进行归一化...

<强>光栅化

• 要计算Z轴，您需要 sqrt
• 对于小半径，您可以使用查找表进行SQRT（并且仍然很快）

• 所以光栅化看起来像这样：

  1. 每for（中心+/-半径方形区域）做2个嵌套x,y
  2. 忽略范围x*x+y*y>r*r
  之外的像素
  3. 通过球体方程计算z
     • x*x+y*y+z*z=r*r
     • z=sqrt(r*r-x*x-y*y)
     • 计算normal_vector
  4. 应用透视变换
     • (x,y,z)只保留正常
  5. 计算着色颜色并输出像素
     • pixel_color=ball_color*(ambient_light_intensity+directional_light_intensity*dot(normal_vector,light_direction_vector));

另请看这里：Drawing 3D sphere in C/C++ (voxel space surface only rendering)只使用XY平面投影

尺寸跳跃

• 可能是你的Bresenhams实施停止1次迭代太早或太晚
• 点是视觉半径0，下一个尺寸是视觉半径2
• 如果您仍想留在布雷森汉姆，请检查您实际使用的半径并修复for循环（add +/- 1 or change <=/>= to </> or viceversa）