wpf - 如何从纹理图像 x、y 到 3d 空间进行 "reverse"纹理映射？

Question

我正在使用 WPF 3D，但我认为这个问题应该适用于任何 3d 纹理映射。

假设我有一个奶牛模型，我想在奶牛身上画一个圆形点(我想动态地做这个——假设我直到运行时才知道这个点的位置)。我可以通过给顶点着色来做到这一点(顶点根据它们与点中心的距离分配颜色)，但如果模型是相当低多边形的，那将给出一个漂亮的锯齿状边缘圆。

我可以使用像素着色器来做到这一点，其中着色器根据像素与光点中心的距离为每个像素着色。但假设我无法访问像素着色器(因为我不在 WPF 中)。

所以，看来我想做的是动态创建一个上面有圆形图案的纹理，并用它给牛做纹理。

问题是:当我绘制该纹理时，我如何知道纹理图像上给定的 xy 坐标对应于模型空间中的哪个 3d 坐标？

也就是说，假设我已经用纯白色纹理对我的模型进行了纹理处理——我已经设置了纹理坐标，完成了纹理映射，但还没有纹理图像。所以我有这个 1000x1000(或其他)像素的图像，根据预先在模型上设置的一些漂亮的纹理坐标，它可以很好地覆盖在牛身上。我知道当 3D 硬件去绘制一个给定的三角形时，它使用三角形顶点的纹理坐标来找到图像的相应三角形区域，然后在三角形的表面进行插值以填充显示的模型像素来自图像三角形区域的颜色。

我怎么走另一条路？我怎么说，对于我的纹理图像上的给定 xy 点，并给定已经在模型上设置的纹理坐标，一旦发生纹理映射，该图像像素将对应的模型空间中的 3d 坐标是多少？

如果我有这样的功能，我可以为我的纹理贴图图像着色，这样在奶牛的圆心点一定距离内的所有点(在 3d 空间中)都将获得一种颜色，而该距离之外的所有点会得到另一种颜色，我最终会在奶牛身上得到一个漂亮、清晰的圆形 Blob ，即使是相对低多边形的模型。听起来对吗？

我理解给定每个三角形顶点的纹理坐标，我可以遍历模型中的三角形，在纹理图像上找到对应的三角形，然后在该三角形中的纹理像素上进行自己的插值，通过在由顶点点确定的 3d 平面上进行插值。这听起来并不难。但我只是想了解是否有一些标准的 3d 概念/函数，我可以在其中调用现成的函数来为我提供给定纹理 xy 的模型空间坐标。

Answer 1

我最终确实成功了。我遍历纹理上的每个点(1024 x 1024 点)。使用模型的纹理坐标，我确定给定的 u、v 点位于哪个多边形面(如果有的话)内。如果它在面部内部，我会得到该面部每个点的模型坐标。然后我按照此处所述进行重心插值:http://paulbourke.net/texture_colour/interpolation/

也就是说，对于纹理上的每个 u、v 点，我使用内部多边形检查来确定它在 2D 纹理表 中的哪个四边形，然后我在相同的上使用插值上面链接中描述的 2D 几何体，但不是插值颜色或法线，而是插值 3D 坐标。

然后我可以使用 3D 坐标为纹理上的点着色(例如，根据给定纹理点在模型空间中距离圆点中心点的距离为牛身上的圆点着色)。然后我可以将纹理应用到模型上，效果很好。

同样，这似乎必须是一个带有名称的标准过程......

一个问题是结果对建模者设置的纹理质量非常敏感。例如，如果奶牛上相对较大的四边形对应于纹理图像上的一个小四边形，那么一旦应用纹理，就没有足够的像素来处理该模型四边形中的平滑曲线。您当然可以使用更高分辨率的纹理，例如 2048x2048，但是您的循环时间是 4 倍。