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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25)

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] [[[-1, -1], [7, 4]], [[-6, 5], [7, -2]], [[0, 1], [5, -1]], [[1, 0], [6, 0]], [[6, 6], [7, 7]], [[-10, 6], [1, 0]], [[9, 0], [7, 1]], [[-10, 1], [8, -2]], [[-4, -1], [12, 4]], [[9, 1], [9, 7]]]

逐步记录

线段0从[-1, -1]到[7, 4],端点可见状态(False,True);保留[['11/5', '1'], ['7', '4']],交点横坐标11/5、深度1。

线段1从[-6, 5]到[7, -2],端点可见状态(True,False);保留[['-6', '5'], ['10/7', '1']],交点横坐标10/7、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[7, 7],端点可见状态(True,True);保留[['6', '6'], ['7', '7']],原端点均保留。

线段5从[-10, 6]到[1, 0],端点可见状态(True,False);保留[['-10', '6'], ['-5/6', '1']],交点横坐标-5/6、深度1。

线段6从[9, 0]到[7, 1],端点可见状态(False,True);保留[['7', '1'], ['7', '1']],交点横坐标7、深度1。

线段7从[-10, 1]到[8, -2],端点可见状态(True,False);保留[['-10', '1'], ['-10', '1']],交点横坐标-10、深度1。

线段8从[-4, -1]到[12, 4],端点可见状态(False,True);保留[['12/5', '1'], ['12', '4']],交点横坐标12/5、深度1。

线段9从[9, 1]到[9, 7],端点可见状态(True,True);保留[['9', '1'], ['9', '7']],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。