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游戏机制练习簿:渲染近边界对线段的裁切——深度1边界的十条线段(案例14)

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1,每个点写作[x,z] [[[-2, -1], [-8, 4]], [[-5, 5], [8, -2]], [[0, 1], [5, -1]], [[1, 0], [6, 0]], [[-6, 6], [10, -2]], [[9, -2], [7, -4]], [[-3, 2], [-11, 6]], [[4, 2], [-2, -3]], [[11, 3], [5, 3]], [[-11, -4], [2, 1]]]

逐步记录

线段0从[-2, -1]到[-8, 4],端点可见状态(False,True);保留[['-22/5', '1'], ['-8', '4']],交点横坐标-22/5、深度1。

线段1从[-5, 5]到[8, -2],端点可见状态(True,False);保留[['-5', '5'], ['17/7', '1']],交点横坐标17/7、深度1。

线段2从[0, 1]到[5, -1],端点可见状态(True,False);保留[['0', '1'], ['0', '1']],交点横坐标0、深度1。

线段3从[1, 0]到[6, 0],端点可见状态(False,False);全部丢弃。

线段4从[-6, 6]到[10, -2],端点可见状态(True,False);保留[['-6', '6'], ['4', '1']],交点横坐标4、深度1。

线段5从[9, -2]到[7, -4],端点可见状态(False,False);全部丢弃。

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

线段7从[4, 2]到[-2, -3],端点可见状态(True,False);保留[['4', '2'], ['14/5', '1']],交点横坐标14/5、深度1。

线段8从[11, 3]到[5, 3],端点可见状态(True,True);保留[['11', '3'], ['5', '3']],原端点均保留。

线段9从[-11, -4]到[2, 1],端点可见状态(False,True);保留[['2', '1'], ['2', '1']],交点横坐标2、深度1。

十条线段中8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。