顶点的缠绕顺序

Posted 2023-02-16

【中文标题】顶点的缠绕顺序

【英文标题】：Winding order of vertices

【发布时间】：2012-05-21 08:36:28

【问题描述】：

我了解什么是缠绕顺序，以及它如何用于背面剔除。

但是，我不确定像 Blender 这样的 3D 建模程序如何获取任意一组三角形并将它们全部正确缠绕。

我尝试用谷歌搜索答案，这是我找到的最好的答案：

http://www.gamedev.net/topic/550481-vertex-winding-order-counter-clockwise-oder-vertex---algorithm/

基本上，对于每个三角形，您可以找到它的中心（准确地说是质心），然后从该三角形计算出一个法线向量，从而为您提供一条射线。你取这条射线并测试它与其他所有三角形的交点。如果它是偶数，那么你的绕组是正确的，如果它是一个奇数，你的绕组是不正确的（我想这取决于你如何准确地生成法线向量，但你以某种方式使用奇/偶策略）。 无论如何，这意味着整个过程通常是 O(n^2)。如果您有 1000 个三角形，那么对于每个三角形，您必须针对 999 个其他三角形的交集来测试它。是否有一种不太明显的方法可以正确地缠绕顶点，但效率更高？

【问题讨论】：

我不确定你所说的任意一组三角形是什么意思。通常，三角形是由网格创建的，这些网格以正确的缠绕顺序开始。

是的，当您导出网格以供某些渲染系统使用时，它具有正确的缠绕顺序。但是那个 3d 建模器如何首先确定事物的正确缠绕顺序呢？

【参考方案1】：

你确实理解错了。不会的

test it against intersection against every other triangle.

首先，您可以仅根据三角形表面的法线向量来定向（缠绕）您的三角形。那么就只剩下两个选项了 - 整个模型要么是好的，要么是翻转的；）

所以你真的只需要检查一个三角形，然后根据最后一次检查的结果结束其余的检查，这基本上给你 O(n)。

编辑：哦，我想我知道这种方法什么时候会失败。我只记得例如 Google Sketchup 做的不是很好，有时你需要自己定位面孔。但是，如果您增加随机光线的数量（对于随机三角形），您确实会增加正确标记所有内容的机会。

EDIT2：在一些 50k+ 的人对我投反对票之前 - 如果模型完全混淆（所有三角形都按随机顺序排列），没有其他方法可以正确定位它们，而不是将它们全部与其他凸模型进行对比。

【讨论】：

根据第一个三角形缠绕其余部分是有道理的，但是 3d 建模师如何计算出第一个三角形的正确缠绕，例如，它如何计算原始的第一个法向量？

我的方法采用了您的第一种方法 - 为一个任意三角形投射光线，并检查交叉点的数量。它为您提供 1000 次检查，因此复杂度仍然为 O(n)。在我的一本旧书中有一个章节是关于它的，它建议简单地显示一个模型并检查它是否正常或翻转......

也可以看看math.stackexchange.com/questions/109553/…

@newprogrammer：嗯，从技术上讲它不能，因为“内部”和“外部”纯粹是传统的。但是你可以做的是假设内部和外部的预定义，例如通过定义一个包围体，比如一个球体。然后你可以将第一个三角形定位在这样的包围体上。例如，您可以确定网格所有顶点的重心，然后查看距离重心最远的面，并将朝向重心的方向定义为“内部”。

@up 如果项目定位在 (0,0)，外部几乎是 从零到非零