Direct3D 线条粗细

Posted 2023-02-19

【中文标题】Direct3D 线条粗细

【英文标题】：Direct3D Line thickness

【发布时间】：2011-01-17 19:33:21

【问题描述】：

使用 Direct3D 绘制线条列表时如何更改线条粗细？

This post 表示不支持线宽并继续提供解决方法。其他选择？

当我们讨论这个话题时，着色器是否允许使用虚线图案绘制线条？

【参考方案1】：

您可以使用几何着色器，该着色器将线段作为输入并输出四边形（由两个三角形组成的三角形条带），以便四边形的宽度在屏幕空间中保持不变并与所需线相匹配厚度。它工作得非常好（因为在 CAD 3D 引擎中实现了它）。

如果几何着色器不是一个选项，解决方法可能是使用顶点着色器，但这需要对 VB 进行一些返工。请记住，VS 必须了解整个线段，因此您最终将为每个 VB 元素存储 p 和 p+1，加上索引/顶点重复的成本（取决于使用的拓扑和如果您将您的线渲染为索引图元）。

如果性能不是问题，那么在 CPU 上进行扩展可能是可行的方法。

编辑：

关于破折号模式：您也可以使用几何着色器来模拟 glLineStipple 行为。 如果您有GL_LINES 拓扑，即隔离线，则模式会在每个新线段处重新开始。因此，您只需在几何着色器中计算线段的屏幕空间水平起点（或垂直起点，取决于方向），并将这些额外信息传递给像素着色器。然后像素着色器将负责根据 factor 和 pattern 值丢弃片段（DirectX 10/11 Integer 和 Bitwise 指令使其变得容易）。

同样，这很有效，您可以将它与模拟宽度线结合起来（使用上面提到的第一种技术）。

现在，如果您有GL_LINE_STRIP 拓扑，则模式会在每个新图元处重新启动（因此对于每个新绘制调用）。情况变得有点复杂，因为您需要知道之前已渲染的像素数，以及每个线段的像素数。

您可以通过使用 DirectX 10 流输出功能在临时 VB 中渲染线条来实现这一点（该 VB 的每个元素对应于每个段的屏幕空间长度）。然后你必须对这个 VB 做一个 Parallel Prefix Sum（又名 Scan）（用于累积每个线段长度值）。

最后，你像GL_LINES一样渲染你的线条，但在PS中使用这个额外的扫描VB信息。

【参考方案2】：

Direct3D 不仅不支持线条粗细，而且任何现有的 GPU 也不支持。我知道没有 GPU 甚至可以绘制正确的线（它们都是通过使用退化多边形来假线 - 也就是说，第二个和第三个顶点位于同一位置，所以三角形基本上折叠成一条线)。

虽然可以在 OpenGL 中设置线宽，但 OpenGL 驱动程序会创建拉伸四边形（当前 GPU 也不支持，并且每个四边形使用两个三角形进行模拟）以在屏幕上绘制“线” .

因此，可能没有办法为此创建挤压四边形。正如 Stringer Bell 在他的回答中解释的那样，有几种方法可以实现这一目标。

对我来说最简单的方法是创建一个顶点缓冲区，其中包含每个顶点两次，法线指向“右”或“左”，具体取决于它们是线的右边缘还是左边缘。然后一个非常简单的顶点着色器可以执行挤压（通过将顶点位置更改为其法向量的倍数）。通过这种方式，您可以快速更改线宽，而无需在 CPU 上重新计算几何图形。如果您想根据对象的大小或距离调整线宽，这会很有用。

【讨论】：

这是一个有趣的解决方案。您是否获得了与 glLineWidth 调用相同的结果（基于每个像素）？

我没有按像素检查，但对于无纹理、抗锯齿的线条，结果应该足够相似。使用纹理（例如，模拟 OpenGL 的点画图案）肯定会让您进入一个痛苦的世界，纹理坐标的非线性插值（NVidia Quadros 处理的非常糟糕，即使与几乎相同的 Geforce 部分相比）。着色器需要执行大量额外的工作才能使 texcoords 正确。

您可以自己尝试，只需使用某种“以屏幕像素为单位的线条长度”作为纹理坐标，并使用带有点画图案的纹理绘制线条。您会惊讶于图案的不均匀程度。至少我是。 ;-)

【参考方案3】：

"The ID3DXLine interface implements line drawing using textured triangles."

【参考方案4】：

关于您的虚线图案（点画）问题，您最好的办法可能是将线渲染为细四边形，并在像素着色器中对其应用纹理，其中纹理包含您的虚线图案。您需要将采样器地址模式设置为换行，例如：

SamplerState wrapTriLinear 
    AddressU = WRAP;
    AddressV = WRAP;