java - TriangleMesh - 背面可见

Question

美好的一天!我有以下问题。图形模型显示不正确:模型的一些应该被正面隐藏的背面仍然可见。这里有一些例子需要说明:(等距)

(问题)

这个问题在应用光线和 Material 时尤为明显。所以问题是如何为 JavaFX 解决这个问题？

更新:

public class VertexTest extends Application {

    PerspectiveCamera camera;
    Cam cam = new Cam();
    double mouseOldX, mouseOldY, mousePosX, mousePosY, mouseDeltaX, mouseDeltaY;

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
        TriangleMesh mesh = new Shape3DRectangle(100, 100, 100);
        MeshView view = new MeshView(mesh);
        view.setDrawMode(DrawMode.LINE);
        view.setMaterial(new PhongMaterial(Color.RED));

        cam.getChildren().add(view);

        Scene scene = new Scene(cam, 1000, 1000, true);

        addEvents(view, scene);

        camera = new PerspectiveCamera();
        camera.setTranslateX(-500);
        camera.setTranslateY(-500);
        camera.setTranslateZ(1000);


        scene.setCamera(camera);
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }

    private void addEvents(MeshView view, Scene s) {

        s.setOnMouseDragged(new EventHandler<MouseEvent>() {
            public void handle(MouseEvent me) {
                mouseOldX = mousePosX;
                mouseOldY = mousePosY;
                mousePosX = me.getX();
                mousePosY = me.getY();
                mouseDeltaX = mousePosX - mouseOldX;
                mouseDeltaY = mousePosY - mouseOldY;
                cam.ry.setAngle(cam.ry.getAngle() - mouseDeltaX);
                cam.rx.setAngle(cam.rx.getAngle() + mouseDeltaY);
            }
        });
    }

    class Cam extends Group {
        Translate t = new Translate();
        Translate p = new Translate();
        Translate ip = new Translate();
        Rotate rx = new Rotate();
        {
            rx.setAxis(Rotate.X_AXIS);
        }
        Rotate ry = new Rotate();
        {
            ry.setAxis(Rotate.Y_AXIS);
        }
        Rotate rz = new Rotate();
        {
            rz.setAxis(Rotate.Z_AXIS);
        }
        Scale s = new Scale();

        public Cam() {
            super();
            getTransforms().addAll(t, p, rx, rz, ry, s, ip);
        }
    }



    public class Shape3DRectangle extends TriangleMesh {

        public Shape3DRectangle(float Width, float Height, float deep) {

            this.getPoints().setAll(-Width / 2, Height / 2, deep / 2, // idx p0
                    Width / 2, Height / 2, deep / 2, // idx p1
                    -Width / 2, -Height / 2, deep / 2, // idx p2
                    Width / 2, -Height / 2, deep / 2, // idx p3
                    -Width / 2, Height / 2, -deep / 2, // idx p4
                    Width / 2, Height / 2, -deep / 2, // idx p5
                    -Width / 2, -Height / 2, -deep / 2, // idx p6
                    Width, -Height / 2, -deep / 2 // idx p7
            );

            this.getTexCoords().addAll(0.0f, 0.0f);

            this.getFaces().addAll(5, 0, 4, 0, 0, 0 // P5,T1 ,P4,T0 ,P0,T3
                    , 5, 0, 0, 0, 1, 0 // P5,T1 ,P0,T3 ,P1,T4
                    , 0, 0, 4, 0, 6, 0 // P0,T3 ,P4,T2 ,P6,T7
                    , 0, 0, 6, 0, 2, 0 // P0,T3 ,P6,T7 ,P2,T8
                    , 1, 0, 0, 0, 2, 0 // P1,T4 ,P0,T3 ,P2,T8
                    , 1, 0, 2, 0, 3, 0 // P1,T4 ,P2,T8 ,P3,T9
                    , 5, 0, 1, 0, 3, 0 // P5,T5 ,P1,T4 ,P3,T9
                    , 5, 0, 3, 0, 7, 0 // P5,T5 ,P3,T9 ,P7,T10
                    , 4, 0, 5, 0, 7, 0 // P4,T6 ,P5,T5 ,P7,T10
                    , 4, 0, 7, 0, 6, 0 // P4,T6 ,P7,T10 ,P6,T11
                    , 3, 0, 2, 0, 6, 0 // P3,T9 ,P2,T8 ,P6,T12
                    , 3, 0, 6, 0, 7, 0 // P3,T9 ,P6,T12 ,P7,T13
            );
        }
    }

}

Answer 1

我一直在研究您的样本，我想我已经找到了您出现问题的原因。

首先，我检查了面的缠绕。它们都是逆时针方向的，所以它们的法线都应该向外。

然后我修改了其他顶点而不是最后一个。在某些情况下没有问题，在其他情况下，问题仍然存在。

基本上，当存在“凹面”时会发生此问题，这意味着两个面具有交叉的法线。当所有表面都是“凸面”时就不会发生这种情况，这意味着它们的法线指向外并且不会交叉。

这是从 here 中截取的两种类型网格的清晰图像:

回到您的示例，您正在定义一个凹面网格:

但是如果我们不修改顶点 #7，而是让 #5 变大，我们就有了一个凸网格，没有渲染问题:

显然，虽然这解决了渲染问题，但它改变了您的初始形状。

如果您想保留初始几何形状，另一种可能的解决方案是改变面，这样您就没有任何凹面区域。

让我们看一下面 5-1-3 和 5-3-7，假设我们现在要移动顶点 #1。

如果我们保留你的三角形，面 5-1-3 和 5-3-7 将定义一个要渲染的凹面(它们的法线将交叉)，而如果我们将这些三角形更改为 5-1-7 和 1 -3-7，则曲面为凸面(法线不相交):

回到您的初始形状，这两个面的这种变化将解决渲染问题。

虽然顶点相同，但几何形状略有不同。所以它需要一些改进(更多元素)。添加这些元素应该牢记这个凸概念。不过，正如您所见here，问题并不简单.