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游戏机制练习簿:渲染近边界对线段的裁切——深度2边界的十条线段(案例05)

2026-10-27

一条线段部分位于相机允许显示的区域之外时,直接丢掉整个线段会损失可见部分。先求与边界的交点,可以保留应显示的那一段。裁切与最终投影是不同阶段。

以下是一组输入完整的独立案例。先读清规则,再按时间或操作顺序记录中间状态;遇到与预期不同的结果时,检查首次出现差异的位置。案例使用明确限定的教学模型,不假定所有作品都采用相同的处理方式。

规则和原始数据

用二维坐标横向x和深度z表示线段,只有深度不小于近边界的部分保留,边界包含在内。两端都不可见则丢弃,一端可见时线性求交点;不处理远边界、透视除法或其他方向的裁切。

近边界深度2,每个点写作[x,z] [[[-4, 0], [-3, 5]], [[-8, 6], [0, -1]], [[0, 2], [5, 0]], [[1, 1], [6, 1]], [[-1, 2], [2, 5]], [[3, 5], [9, 5]], [[3, 3], [-12, 4]], [[9, 8], [-6, 5]], [[-5, 5], [-11, -1]], [[-11, 3], [6, 2]]]

逐步记录

线段0从[-4, 0]到[-3, 5],端点可见状态(False,True);保留[['-18/5', '2'], ['-3', '5']],交点横坐标-18/5、深度2。

线段1从[-8, 6]到[0, -1],端点可见状态(True,False);保留[['-8', '6'], ['-24/7', '2']],交点横坐标-24/7、深度2。

线段2从[0, 2]到[5, 0],端点可见状态(True,False);保留[['0', '2'], ['0', '2']],交点横坐标0、深度2。

线段3从[1, 1]到[6, 1],端点可见状态(False,False);全部丢弃。

线段4从[-1, 2]到[2, 5],端点可见状态(True,True);保留[['-1', '2'], ['2', '5']],原端点均保留。

线段5从[3, 5]到[9, 5],端点可见状态(True,True);保留[['3', '5'], ['9', '5']],原端点均保留。

线段6从[3, 3]到[-12, 4],端点可见状态(True,True);保留[['3', '3'], ['-12', '4']],原端点均保留。

线段7从[9, 8]到[-6, 5],端点可见状态(True,True);保留[['9', '8'], ['-6', '5']],原端点均保留。

线段8从[-5, 5]到[-11, -1],端点可见状态(True,False);保留[['-5', '5'], ['-8', '2']],交点横坐标-8、深度2。

线段9从[-11, 3]到[6, 2],端点可见状态(True,True);保留[['-11', '3'], ['6', '2']],原端点均保留。

十条线段中9条有保留部分,含只剩边界点的退化情况。

交叉核对与应用

把线段写成起点加参数乘端点差,求满足深度条件的参数区间,再还原区间两端。所有保留端点都要符合深度限制,原本可见的端点应保持。

裁切保留一个点的退化结果,并不保证最终光栅化会画出可见像素。这里解决的是几何范围,后续绘制如何处理零长度线段需要另行约定,不能把几何保留与屏幕可见直接等同。

建议保留原始输入、每一步状态和最终输出,再只改变一个条件做对照。重点检查空输入、相等边界、重复请求以及先后顺序;把规则约定、计算过程和显示表现分别核对,比只比较最后一个数字更容易找到原因。