为啥 3D 模型具有不同 uv 坐标的重复顶点位置

Posted 2023-03-23

【中文标题】为啥 3D 模型具有不同 uv 坐标的重复顶点位置

【英文标题】：Why do 3D models have duplicate vertex positions with different uv coords为什么 3D 模型具有不同 uv 坐标的重复顶点位置

【发布时间】：2018-04-02 12:39:21

【问题描述】：

我正在尝试从 Blender 导出 Collada 格式，并使用更复杂的对象和纹理，我在索引“p”部分注意到，它将列出相同的顶点信息，但使用不同的法线和 uv 坐标。

我认为非常重要的两个主要问题。

1：为什么？它不应该只有 1 个顶点位置和该位置的 1 个 UV 坐标吗？

2（最重要的问题）：如果这个顶点信息被乱序放入顶点着色器会发生什么？例如，索引 1 顶点和索引 10 顶点共享相同的位置，但具有不同的法线和 UV 坐标。如果索引 10 先出现，然后索引 1 会怎样？反之亦然，这是否会改变像素着色器内部的任何内容？这对管道的其余部分有何影响？

谢谢！

【参考方案1】：

一个顶点是由定义它的所有信息的组合定义的。所以你的顶点是五维的：（x，y，z，u，v）。对于任何两个顶点，如果 u1 != u2 或 v1 != v2 它们不是同一个顶点。如果您想说“顶点是位置 A 加上纹理位置 B 加上正常 C 加上 ...”，固定管道 GPU 不支持额外的间接级别，并且添加该级别仍然不是标准的使用可编程 GPU 进行间接寻址，因为它在内存带宽上的花费通常比它节省的要多。你可以，但人们通常不会。

顶点着色器不知道它正在处理的顶点在排序中的位置；只要几何管道保持跟踪，就不会出现问题。

【讨论】：

很好的答案，但是问题 1 呢？

GPU 使用“交错的顶点数据”，这意味着所有每个顶点的数据都打包到同一个块中，该块由格式和步幅定义。如果您想拥有具有不同法线、UV、骨骼索引或任何其他每个顶点数据的相同位置，您必须复制它（也称为“分割”）。 GPU 使用“结构数组”，而不是“数组结构”。即使使用多个顶点缓冲区流，每个顶点的所有缓冲区也只有一个索引

对。我对问题一的回答是：没有重复的顶点。顶点(x,y,z,u1,v1)和顶点(x,y,z,u2,v2)是不同的顶点，因为它们有不同的(u,v)s。

为什么一个 3D 模型有相同的顶点但不同的 UV？如果纹理只是包裹在模型之上，为什么需要这样做？

如果有不同的UV，就不是同一个顶点。这是一个不同的顶点。一个模型可能在同一位置有两个顶点，因为它需要映射其源纹理中的不连续性——避免这些在一般情况下是不可能的，例如你将如何绘制一个八字形？ — 或者可能是因为它使用了多个纹理并且坐标没有对齐。