OpenGL 视景体裁剪

视锥体（frustum），是指场景中摄像机的可见的一个锥体范围。它有上、下、左、右、近、远，共6个面组成。在视锥体内的景物可见，反之则不可见。为提高性能，只对其中与视锥体有交集的对象进行绘制。我们计算出视锥体六个面的空间平面方程，将点坐标分别代入六个面的平面方程做比较，则可以判断点是否在视锥体内。具体可参见：http://www.cnblogs.com/dragon2012/p/3891519.html

接下来的部分翻译(水平有限，翻译不是很好，体会意思即可（：)自Frustum Culling In OpenGL部分内容主要讲解了对于物体的包围盒以及包围球的视景体裁剪。

包围盒

在我们继续进行更精细的测试之前，我们应该谈谈包围盒。

假如说，你的一个对象是一个包含有大量多边形的很精细的物体。我们会对模型中的每一个顶点进行PointInFrustum()操作进行测试，但是测试可能会比简单的将其交给OpenGL处理要慢。

【事实上，不是每个点的测试都是有效的——如果模型完全包围视景体呢？所有的点都将在视景体外，但是我们依旧要绘制它。】

那我们该怎么办？想象一个可以完全包围模型的球体。现在，我们只是去测试这个球体而不是这个模型。如果球体的所有部分都是“可见”的久绘制模型（但不是球）。

这使我们可以决定是否使用一个简单的测试来绘制一个对象，而不是对模型中的每个点都进行测试。当然，有时尽管模型是不可见的而我们测试的包围球依旧是可见的，此时我们可以交给OpenGL处理。

我们测试的这个球叫做包围球，是包围体的一个例子。其他的包围体通常是包围盒。你也可以用其他的几何体，但是球和盒通常是最实用的。

这个思想用来对每个加载到内存中的模型计算包围球。对于每个球只需要存储四个数字——一个点和一个半径。对于一个立方体，你可以做同样的，和一个任意的方块，你需要八点。在任何情况下，开销小。

所以，哪个更好，球或者是盒？我们稍后再回到这个问题。

包围球是否在视景体中

现在我们知道为什么要对包围球进行测试，但是我们该如何实现呢？事实上，它几乎和PointInFrustum（）是相同的测试。

bool SphereInFrustum( float x, float y, float z, float radius )
{   int p;  for( p = 0; p < 6; p++ )      if( frustum[p][0] * x + frustum[p][1] * y + frustum[p][2] * z + frustum[p][3] <= -radius )

<span style="white-space:pre">      </span>return false;

    return true;

我们通过包围球球心的X，Y，Z坐标和半径（来计算）。跟点测试唯一的区别是，比较的距离是半径而不是0。

一个奇妙的改动

float SphereInFrustum( float x, float y, float z, float radius )
{int p;float d;for( p = 0; p < 6; p++ ){d = frustum[p][0] * x + frustum[p][1] * y + frustum[p][2] * z + frustum[p][3];if( d <= -radius )return 0;}return d + radius;
}

这个方法除了当球在视景体内时返回0，否则返回distance+radius跟上一个方法是相同的。

这为我们做了什么？在frustum数组中最后一个面是近平面，所以，除了告诉我们球是否可见外，还会告诉我们物体距离照相机有多远。

这是非常cool的，因为我们可以用它来改变细节的层次。如果物体靠近近平面我们可以用更多的多边形来渲染，但是如果它远离，我们可能会用一个不是和详细的版本。巧妙的是，这是完全是没有任何消费的——反正无论如何我们都得做这些计算。

【请注意，简单地使用的距离，以确定一个物体细节的级别并不总是最好的方法。你也许还想考虑这个球的半径。例如，一个远处的非常大的物体，可能比近处的一个小的物体需要更多的细节。】

包围盒是否在视景体内？

一个点不可能比视景体还要大，并且包围球测试即使是在包围球完全包围视景体是依旧是有效的，但是包围盒还是要更复杂一点。

我们可以测试包围盒的八个角是否在视景体内，并且对于很多情况是有效的，但是当包围盒完全包围视景体时呢？所有的角都在视景体外，但是它依旧是可见的。

这个例子中我们将假定的包围盒是一个立方体，但你可以很容易地修改常规工作八点任意一组（或如果你想使用一个更复杂的包围盒）。

bool CubeInFrustum( float x, float y, float z, float size )
{int p;for( p = 0; p < 6; p++ ){if( frustum[p][0] * (x - size) + frustum[p][1] * (y - size) + frustum[p][2] * (z - size) + frustum[p][3] > 0 )continue;if( frustum[p][0] * (x + size) + frustum[p][1] * (y - size) + frustum[p][2] * (z - size) + frustum[p][3] > 0 )continue;if( frustum[p][0] * (x - size) + frustum[p][1] * (y + size) + frustum[p][2] * (z - size) + frustum[p][3] > 0 )continue;if( frustum[p][0] * (x + size) + frustum[p][1] * (y + size) + frustum[p][2] * (z - size) + frustum[p][3] > 0 )continue;if( frustum[p][0] * (x - size) + frustum[p][1] * (y - size) + frustum[p][2] * (z + size) + frustum[p][3] > 0 )continue;if( frustum[p][0] * (x + size) + frustum[p][1] * (y - size) + frustum[p][2] * (z + size) + frustum[p][3] > 0 )continue;if( frustum[p][0] * (x - size) + frustum[p][1] * (y + size) + frustum[p][2] * (z + size) + frustum[p][3] > 0 )continue;if( frustum[p][0] * (x + size) + frustum[p][1] * (y + size) + frustum[p][2] * (z + size) + frustum[p][3] > 0 )continue;return false;}return true;
}

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