背面检测方法
原文:https://www.geeksforgeeks.org/back-face-detection-method/
当我们在二维屏幕上投影三维物体时，我们需要检测隐藏在 2D 上的人脸。 背面检测，也称平面方程法，是一种物体空间法，将物体和物体的一部分进行比较，找出可见的表面。让我们考虑一个三角形表面，它的可见度需要决定。这个想法是检查三角形是否会背对观看者。如果是这样，则在当前帧中丢弃它，并移动到下一帧。每个曲面都有一个法向量。如果这个法向量指向投影中心的方向，那么它就是一个正面，观众可以看到。如果这个法向量指向远离投影中心的方向，那么它就是一个背面，观察者看不到。
左手系统的算法:
1) Compute N for every face of object.
2) If (C.(Z component) > 0)
then a back face and don't draw
else
front face and draw
背面检测方法非常简单。对于左手系统，如果法向量的 Z 分量为正，则为背面。如果向量的 Z 分量是负的，那么它就是一个正面。
右手系统的算法:
1) Compute N for every face of object.
2) If (C.(Z component) < 0)
then a back face and don't draw
else
front face and draw
因此，对于右手系统，如果法向量的 Z 分量是负的，那么它就是一个背面。如果向量的 Z 分量是正的，那么它就是一个正面。
背面检测可以识别场景中包含非重叠凸多面体的所有隐藏表面。
回顾多边形曲面方程:
Ax + By + Cz + D < 0
在确定表面是背面还是正面时，还要考虑观察方向。曲面的法线由下式给出:
N = (A, B, C)
如果 V 视图，多边形就是背面。> 0。但是应该记住，在应用观看变换之后，观看者正在向下观看负 Z 轴。因此，如果满足以下条件，多边形就是背面:
(0, 0, -1).N > 0
or if C < 0
查看器也将无法看到 C = 0 的表面，因此，如果:C <= 0，则将多边形表面识别为背面。
考虑到(a)，
V.N = |V||N|Cos(angle)
if 0 <= angle 0 and V.N > 0
Hence, Back-face.
考虑到(b)，
V.N = |V||N|Cos(angle)
if 90 < angle <= 180, then
cos(angle) < 0 and V.N < 0
Hence, Front-face.
限制: 1) 这种方法对凸多面体很有效，但对凹多面体不一定有效。 2) 此方法只能用于建模为多边形网格的实体对象。
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