c# - WPF:查找部分位于 2D 矩形内的 3D 视觉效果

Question

我正在制作一个 WPF 程序，可以在 3D 中以图形方式修改数据。为了给用户同时选择多个图形对象的选项，我想实现一个选择矩形。 (就像 Windows 资源管理器中的那个一样。)像这样的程序中的一个常见功能是为选择矩形提供 2 个不同的功能，并且用户可以以某种方式选择应该使用的方法。

1. 任何部分或完全位于矩形内的对象都会被选中。
2. 仅选择完全位于矩形内的对象。

第二种方法直接使用每个对象的边界框，检查它是否在矩形内。另一方面，第一个似乎是相当多的工作。我所有的图形对象都是复杂的 3D 图形，并且可以由用户以任何方式旋转。目前我无法找到任何其他方法，只能检查任何对象的网格中的任何三角形是否与我的 2D 矩形交叉，这可能非常耗时。

我对 WPF 3D 经验不多，但我以前在 OpenGL 中做过这件事。然后我可以告诉 OpenGL 绘制屏幕的特定区域，并收集在特定区域可见的对象列表。要获得我想要的功能，我只需要大约 5 行代码。

我想我的问题是这样的:

1. 有没有一种方法可以使用 WPF 3D 执行此操作，类似于 OpenGL 方法？
2. 如果不是，是否有任何其他智能方法可以在部分位于 2D 矩形后面的视口(viewport)中找到所有对象 (Visual3D)？

我不相信我是唯一遇到这种问题的人，所以我希望聪明的头脑能给我指明正确的方向。

问候，斯维尔

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谢谢您的回答!

二维矩形就在相机前面，无限向前延伸。我想获取部分或完全位于该截锥体内的任何对象。

我们使用的相机是正交或透视投影相机 (System.Windows.Media.Media3D.ProjectionCamera)。我们不使用矩阵相机的原因是我们使用的是不支持矩阵相机的第 3 方工具。但我确信也有一种方法可以从投影相机获取矩阵，所以希望这不是问题所在。

从理论上讲，您的解决方案听起来正是我们所需要的，但我不确定如何进行。您是否有指向示例代码的任何链接，或者您能否就如何实际实现它提供更多提示？

顺便说一句:由于我们使用的是 WPF，因此我们无法直接访问 DirectX。至少这是我们经过一些研究得出的结论。您提到了 z-buffer 的使用，我们无法通过 WPF 访问它。如果您知道访问 z 缓冲区的方法，将不胜感激!这是题外话，但我们一直在努力禁用 z 缓冲区一段时间，但已经放弃了……

最好的问候，斯维尔

Answer 1

您的相交区域是二维矩形还是基于二维矩形并无限向前延伸(或者可能达到某个剪裁限制)的平截头体？如果它可以被解释为一个视锥体，那么您可以利用图形系统的现有功能，使用与您的原始矩形相对应的相机 View 和投影来渲染场景，禁用所有照明和阴影，并专门选择颜色以“标记场景中的不同对象。这意味着您可以使用图形硬件执行裁剪/投影作为“渲染”操作，然后简单地将像素值枚举为“标签”以确定矩形 View 中存在的对象。

如果您需要将选择限制在实际的 2d 切片(或非常浅的平截头体)上，您可以使用 Z 缓冲区(如果可以访问它)来排除 Z 范围之外的标记像素所需的选择视锥体。

这种方法的好处是您可能已经有了相机矩阵(它与用于选择窗口的矩阵相同)并且只需要将投影矩阵更改为观察窗口的子集。