Q79：怎么用三角形网格（Triangle Mesh）细分曲面

2024-06-11 20:18:39

79.1 思路分析

我们先以球心在原点的单位球面为例来说明细分过程。

79.2 C++代码实现

79.2.1 tessellate_flat_sphere()的实现

其实，实现起来还挺简单。只需要根据参数方程计算小三角形的顶点，然后新建三角形对象，然后将三角形对象添加到Grid即可。（画Grid的过程在“Q78”中已经实现）。

我们在Grid.cpp中添加一个函数tessellate_flat_sphere()来完成所需的事宜。

该函数的相关代码如下放截图：

79.2.2 World::build()

79.3 测试图形

tessellate_flat_sphere(8,4)，耗时315s

tessellate_flat_sphere(16,8)，耗时299s

tessellate_flat_sphere(160,80)，耗时269s

tessellate_flat_sphere(1600,800)，耗时438s

79.4 用三角形网格细分牛角面

用三角形网格细分曲面，其实很简单：

根据参数方程求出所有三角形的顶点，然后将所有三角形添加到一个Grid中，然后ray trace这个Grid即可。

所以，只要直到曲面的参数方程即可。

79.4.1 参数方程

79.4.2 将牛角面分割成三角形网格（tessellate_flat_horn()）

79.4.3 World::build()

和细分球面时不同的地方只是“相机的位置”：

pinhole_ptr->set_eye(0,-2, 100);

pinhole_ptr->set_lookat(0,-2, 0);

79.4.4 测试图形

tessellate_flat_horn(8,4)，耗时371s

tessellate_flat_horn(16,8)，耗时434s

tessellate_flat_horn(160,80)，耗时288s

tessellate_flat_horn(1600,800)，耗时453s

79.5 其他说明

像这样以三角形网格的方式来ray trace参数形式的曲面，思路简单，速度较快。

回想“问题五十三：怎么用ray tracing画参数方程表示的曲面（1）”当时ray trace参数形式的球面和牛角面时，联立参数方程和光线方程，然后求个各种一阶微分、二阶微分。各种纠结，生成图形的过程是特别耗时，重点是生成的图形对不起观众。参考链接：

http://blog.csdn.net/libing_zeng/article/details/54565070

完整的代码，参考：http://download.csdn.net/detail/libing_zeng/9772259

Referrance

[1]. Kevin Suffern, Ray Tracing from theGround Up, A K Peters Ltd, 2007.

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