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游戏机制练习簿:渲染近边界对线段的裁切——深度3边界的十条线段(案例04)

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3,每个点写作[x,z] [[[-5, 1], [7, 6]], [[-8, 7], [5, 0]], [[0, 3], [5, 1]], [[1, 2], [6, 2]], [[10, 0], [2, 3]], [[-1, 8], [-12, -1]], [[9, 1], [6, 6]], [[8, 6], [-1, -1]], [[8, 1], [-5, 1]], [[9, 1], [-7, -2]]]

逐步记录

线段0从[-5, 1]到[7, 6],端点可见状态(False,True);保留[['-1/5', '3'], ['7', '6']],交点横坐标-1/5、深度3。

线段1从[-8, 7]到[5, 0],端点可见状态(True,False);保留[['-8', '7'], ['-4/7', '3']],交点横坐标-4/7、深度3。

线段2从[0, 3]到[5, 1],端点可见状态(True,False);保留[['0', '3'], ['0', '3']],交点横坐标0、深度3。

线段3从[1, 2]到[6, 2],端点可见状态(False,False);全部丢弃。

线段4从[10, 0]到[2, 3],端点可见状态(False,True);保留[['2', '3'], ['2', '3']],交点横坐标2、深度3。

线段5从[-1, 8]到[-12, -1],端点可见状态(True,False);保留[['-1', '8'], ['-64/9', '3']],交点横坐标-64/9、深度3。

线段6从[9, 1]到[6, 6],端点可见状态(False,True);保留[['39/5', '3'], ['6', '6']],交点横坐标39/5、深度3。

线段7从[8, 6]到[-1, -1],端点可见状态(True,False);保留[['8', '6'], ['29/7', '3']],交点横坐标29/7、深度3。

线段8从[8, 1]到[-5, 1],端点可见状态(False,False);全部丢弃。

线段9从[9, 1]到[-7, -2],端点可见状态(False,False);全部丢弃。

十条线段中7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。