5.1 3D幻境

在我们踏上我们的3D计算机图形的旅程之前，一个简单的问题仍然悬而未决：我们如何显示具有深度和体积的3D世界到2D平面监视器屏幕上？幸运的是，这个问题已经得到很好的研究，因为艺术家已经在二维画布上画3D场景。在本节中，我们概述，使图像看起来像3D的若干关键技术。

假设一段很长的直线铁轨。该铁路钢轨保持相互平行的轨道的长度，但如果你站在铁路上俯瞰它的路径，你会观察到当你的视线越来越远时，这两个铁路钢轨越来越接近在一起，最终他们在汇合于无限远距离。这是一个表征我们人类的观察系统的观测：视野平行线会聚到一个消失点;见图5.2。



另一种简单的人类观察东西的现象是一个物体的尺寸与其深度有关;即，对象在我们附近比在远处的对象看起来更大。例如，一所远在山上的房子看起来非常小，而在我们附近一棵树看起来非常大。图5.3显示了一个简单的场景，随着深度的增加，它们似乎变得越来越小。还要注意在地平线上柱子汇聚成消失点。



我们都经历对象重叠（图5.4），它是指一个事实，即不透明物体会掩盖部分（或全部） 在他们后面的物体。这是一个重要的感知，因为它表述在场景中的对象的深度排序的关系。Direct3D如何使用深度缓冲找出哪些像素被遮挡，因此不应该被绘制，我们已经讨论（第4章）。



考虑图5.5。在左侧，我们有一个未照亮球，及在右边，我们有一个点亮球体。正如你所看到的，左球体看起来相当平坦，也许它甚至不是一个球体，而只是一个纹理的二维圆！因此，灯光和阴影在描绘的固体形式和三维物体的体积起到非常重要作用。



最后，图5.6显示了飞船和它的影子。影子有两个主要目的。第一，它告诉我们场景中光源的原点位置。其次，它为我们提供了飞船离地面高的一个大概的了解。



刚刚讨论过的的现象，毫无疑问，来自于我们一天一天的体验。牢记这些现象，为我们研究三维计算机图形提供帮助的。

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