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计算平滑度为 100% 的平滑顶点法线的一般方法

我在网上看了很长时间,找不到这个问题的答案。为简单起见,让我们假设我需要完全平滑一组连接面的法线。我想找到一组向量之间的实际几何平分线,忽略重复的法线并保持三角形汤的准确性。基本上,它需要:

  • 使用三角形汤 - 无论是三个、4 个还是 4000 个三角形,法线仍然需要以几何正确的方式协同工作,而不会偏向于任意区域
  • 忽略重叠(平行)法线 - 如果我有一个立方体的边,它聚集在 3 个三角形中,或者一个三角形的两个边中的每一边都聚集在一个三角形中,最后一侧有 2 个(或更多)个三角形,或者一个有 100 万个三角形只有一侧的三角形,平分线不能改变

我似乎找到的最常见的法线平滑公式是,通过将法线向量相加并除以三来简单地平均它们;例子:

normalize((A + B + C) / 3);
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当然除以三是没有用的,这已经代表了人们提出的天真、自以为是的蛮力平均法的氛围;与此有关的问题还在于,即使是三角形汤和平行法线,它也会把时间弄得一团糟。

我似乎发现的另一个评论是保留初始“面”法线,因为它们来自生成它们的常见交叉乘法运算,因为这样它们(有点)相对于三角形的面积加权。在某些情况下,这可能是您想要做的事情,但是我需要纯平分线,因此面积不能影响公式,即使考虑到它,它仍然会被三角汤弄乱。

我看到了一个提到的方法,它说对相邻面之间的角度进行加权,但我似乎无法正确实施该公式 - 要么是那样,要么不是我想要的。然而,这对我来说很难说,因为我找不到一个简洁的解释,而且我的头脑因所有这些浪费的头脑风暴而变得麻木。

有人知道通用公式吗?如果有任何帮助,我正在使用 C++ 和 DirectX11。


编辑:这里有一些类似的问题,描述了一些方法;

还有这篇文章:http : //www.bytehazard.com/articles/vertnorm.html

不幸的是,我尝试的实现不起作用,我找不到关于哪个公式实际上是我需要的一个清晰、简洁的声明。经过反复试验,我终于发现按角度加权是正确的方法,只是我无法正确实现它;因为它现在似乎正在工作,所以我将在下面添加我的实现作为答案。

algorithm 3d vertices normals

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{
  for (int i; i<foo; i++)
     {
         if (something)
            // return? break?
     }
  // nothing else after this
}
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c++ for-loop

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