Cosa causa esattamente la sovrapposizione di una superficie ad un'altra?

Non riesco davvero a capire cosa fa sì che una superficie si sovrapponga ad un'altra. In un motore 3D che sto creando, la mia tecnica non riesce in casi limite.

Il mio metodo consiste nell'ordinare le superfici da dipingere dal più lontano al più vicino. Per determinare la vicinanza, sto confrontando i valori z medi. A volte, tuttavia, una superficie sovrapposta ha una maggiore valore z medio a quello che si sovrappone. Pertanto, la superficie più lontana viene dipinta su quella più vicina, risultando in un bizzarro rendering come questo:

Ciò che si intende vedere è solo la superficie frontale viola del cubo, mentre la superficie laterale rossa è dipinta su quella viola. Il valore z medio della superficie viola è più alto, e quindi "più lontano". Quindi ho qualche dubbio sul fatto che questa tecnica sia corretta.

Ciò che ho anche provato è ottenere la distanza dalla fotocamera (cioè l'origine) alla superficie, ma poi avevo bisogno di un punto. Ho scelto il centro di ogni superficie ma anche questo non sembra sempre funzionare perché non tutte le superfici sono grandi l'una con l'altra.

Pertanto, qual è un modo affidabile per determinare l'ordine di vicinanza delle superfici rispetto all'origine?

Sembra che tu stia cercando di implementare l' algoritmo dei pittori . Immagino che stai provando a scrivere un rasterizzatore da zero come esercizio di apprendimento, poiché la maggior parte dell'hardware 3D moderno utilizza ciò che Bart ha menzionato (il buffer Z / Depth). Affinché l'algoritmo dei pittori funzioni in tutti i casi, dovresti essere pronto a suddividere le superfici mentre vengono renderizzate per risolvere possibili scenari (come il problema del poligono sovrapposto mostrato nella pagina Wikipedia).

Effettuando il rendering dal più lontano al più vicino, trascorri anche il tempo a renderizzare i pixel che potrebbero essere successivamente occlusi da altri poligoni, che quando inizi a mettere trame e shader complessi sui poligoni spreca preziosi cicli. Questo è il motivo per cui l'hardware moderno preferirebbe il rendering da davanti a dietro, usando il buffer di profondità per determinare se il pixel da renderizzare è più lontano di quello sullo schermo (e può quindi essere scartato).

Anche con la maggior parte dei moderni hardware di accelerazione dovrai comunque ordinare e renderizzare da dietro a tutti i poligoni semitrasparenti, rendendolo solo una volta resi tutti i poligoni opachi.

Quello che hai è un problema di visibilità . Una soluzione sta usando un buffer z .

L'ordinamento delle facce in base al loro valore z medio non funziona, poiché il valore z medio non fornisce informazioni sul valore z effettivo dei vertici o persino dei pixel di superficie.

Esempio (avviso, arte ASCII a venire):

          /
         /
cam     /
-->    / 
      /
     /--       <--B
    /
    ^--A

Ci sono due volti A e B. Dal punto di vista della fotocamera A è di fronte a B. Tuttavia, il valore z medio di B è più piccolo. Diamo un'occhiata agli altri valori z:

• il valore z minimo di A è 4
• il valore z massimo di A è 11
• pertanto il valore z medio di A è 7,5
• il valore z minimo di B è 6
• il valore z massimo di B è 8
• pertanto il valore z medio di B è 7

Potresti provare a ordinarli in base ai loro valori z minimi ma ci sono casi in cui anche quello non funzionerà. Non c'è modo di ordinare correttamente le facce arbitrarie usando solo un valore z.

Nell'algoritmo di Newell http://it.wikipedia.org/wiki/New_salgorithm quello che fai è ordinare gli intervalli min / max dei valori z. Se le gamme di due facce non si sovrappongono, puoi sapere con certezza quale si trova davanti. Se lo fanno, a volte devi assolutamente dividere i volti. A volte basterà raytrace ogni vertice per occlusione o qualche altra tecnica.

È positivo che tu stia imparando il rendering facendo. Complimenti. In questo caso, non esiste una soluzione di "algoritmo di pittori", invece di provare a risolverlo ordinando, su PS1 eravamo soliti cercare di mantenere poligoni della stessa dimensione quando erano vicini l'uno all'altro (cosa che stai facendo come per quanto ne so), e backface cull (cosa che non stai facendo)

L'abbattimento del backface sta controllando la normale della superficie nello spazio dello schermo per la sua direzione (basta ottenere il segno dell'elemento di profondità dallo spazio dello schermo trasformato normale (nel nostro caso era la z della normale), o il prodotto incrociato di due vettori del triangolo cioè croce (v1-v0, v2-v0))

Se si implementa l'abbattimento del backface, si riduce anche la quantità di rasterizzazione che si sta facendo .. doppia vincita.