我们能给这架附近的剪裁飞机配发吗？

Question

至少从理论上讲，在没有一个近切平面的情况下，渲染是可能的吗？射线追踪可能会忽略这个吗？

许多初露头角的3d艺术家在第一次遇到剪裁平面时就有了一个WTF瞬间。如果可以避免这种情况，那么3D创作应用程序的可用性将是一个巨大的胜利。这是一个普通艺术家在解释之前不会考虑的事情之一。

Answer 1

近剪裁面是投影栅格化的一个基本特征。借用Eric的投影矩阵技巧演示文稿中的图表：

显示区域的剪辑空间(你可以认为光栅化发生在)是一个盒子，有一个“近”的脸。这是与近剪辑平面相关联的。但是我们可以把远剪贴板推到无穷远，所以我们能把附近的夹板拉到零吗？

从数学上讲，你绝对可以！唯一出现问题的是眼睛本身:你可以无限接近眼睛，但仍然可以解决剪辑空间中的一个点。然而，如果你有一个通过眼睛的三角形，你仍然需要剪裁它，要剪裁它，你需要一个实际的平面，而不是像“无限接近眼睛”这样的概念。

对于当前的栅格化管道来说，更为关键的是，透视分割以精确的数值来做有趣的事情。看到上面图表中NDC 0处的行了吗？它是一半的观看量在剪辑空间，但不是在接近一半的视线在镜头空间的圆顶。事实上，它的位置取决于近夹飞机与眼睛的距离！这意味着，超过一半的深度范围，在剪辑空间是在该区域附近的眼睛。当你把靠近的夹板离眼睛越来越近的时候，那架飞机拉得更近了，你浪费了越来越多的深度范围。这不一定是基本的--您不必将z/w存储在深度缓冲区中--但这很方便。这是一个关于深度精度的内森·里德的文章，还有一些来自Emil的关于投影z/w深度为何有用？的注释。

最后，我将插入优秀的“穿越图形管道”中的一篇文章系列，这是非常有趣的，并且参考了同构的栅格化算法，在理论上，这些算法可以避免在投影剪辑空间中进行裁剪，这将完全避免其中的一些陷阱。

Answer 2

在具有透视投影的栅格化装置中，附近的裁剪平面避免了0的除法，并确定了正交投影的可能深度。

通过一些额外的数学运算，您可以使存储在深度缓冲区中的深度再次线性化。然而，您仍然需要防范除以0。

在射线追踪中，附近的平面可以是0，没有问题。但是，没有什么技术上能阻止你把它写成-10 (除此之外，这将是非常奇怪的)。