如何渲染一个似乎无限大小的平面？

Question

如何在某个 z-pos 上渲染纹理平面以使其向无限远可见？

我可以通过绘制非常巨大的平面来实现这一点，但是如果我将相机从地面移动到更高的高度，则会开始看到平面边缘，我希望避免被看到。

如果可能的话，我更喜欢非着色器方法。

编辑：我尝试了建议的 4D 坐标系，但是：它表现得非常糟糕。即使在相机位置为100时，我的纹理也会变形，因此我仍然需要绘制多个纹理四边形。也许我可以这样做，并使用 4D 坐标系绘制最远的四边形？还有更好的想法吗？

编辑2： 对于那些不知道 OpenGL 纹理扭曲是什么的人，以下是我使用 4D 顶点坐标进行测试的示例：

(如果图像不可见：http://img828.imageshack.us/img828/469/texturedistort.jpg) 请注意，这仅发生在相机足够远的情况下，在这种情况下，它距中心只有100.0个单位！（中心=（0,0），我的4个三角形开始走向无穷大）。通常这会在100000.0或其他某些值附近发生。但是使用 4D 顶点似乎会提前发生。

- Rookie

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显然，你无法将它渲染到无限远处。确定你的消失点并把它渲染到那里。也许你应该描述你实际想要完成的目标，而不是你认为应该如何实现它。 - Lightness Races in Orbit

实际上，您还可以设置雾效果，使纹理平面到无物的过渡更加平滑。 - Frédéric Hamidi

@Tomalak，抱歉，英语是我的第三语言。我想优化地面渲染，这样我就不必根据我的摄像机角度/位置渲染数十亿个四边形。因此，如果我飞行高度更高，我需要渲染更多的四边形（假设我不能只渲染一个四边形，因为在大尺寸上可能会开始出现缺陷）。 - Rookie

为什么仅渲染一个四边形会出现问题呢？ - fintelia

fintelia是正确的，单个四边形有什么问题呢？而且您可以将其绘制到距离您告诉OpenGL从那时起剪辑的距离（例如“gluPerspective”中的zfar）（例如“gluPerspective”中的zfar）。问题在于，在那个z之外，您实际上无法绘制任何内容，如果这对您来说不够远，那么您就必须增加zfar。 - Shahbaz

Answer 1

您无法渲染一个无限大小的对象。

您很可能将投影的概念与渲染无限大小的对象混淆了。一个W为0的四维齐次坐标表示一个相对于投影处于无限远位置的三维位置。但这并不意味着离摄像机无限远的点，它意味着一个无限接近摄像机的点。也就是说，它代表一个Z坐标（在透视投影矩阵乘法之前）等于摄像机位置（在摄像机空间中为0）的点。

在透视投影下，与摄像机在同一平面上的点在X和Y轴上是无限远的。这就是透视投影的本质。4D齐次坐标允许您给它们所有有限的数字，因此您可以对它们进行有用的数学运算（如剪裁）。

4D齐次坐标不能表示一个无限大的表面。

- Nicol Bolas

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那么你会如何实现这个效果呢？我发布了这张图片，但是出现了问题，你知道如何解决吗？我尝试将平面移动到相机下方，但没有帮助。 - Rookie

@新手：只需渲染一个平面。如果将其放大到某个特定值以上会导致纹理失真，则渲染多个小于该尺寸的正方形。 - Nicol Bolas

但是向地平线的方向，我需要越来越多的平面来进行渲染，最终我将需要无限数量的平面，对吗？所以至少需要四维的顶点来处理边缘。你会这样做吗？ - Rookie

@新手：我认为“你不能渲染一个无限大小的对象”是非常清楚的。你不能把无限塞进有限的空间，而OpenGL肯定是有限的。它具有有限的浮点精度，并且在深度范围上具有有限的限制。渲染超出深度范围之外的任何内容都将被剪裁（如果关闭近/远裁剪，则会被夹紧）。你能做的最好的事情就是“任意大”。此外，一个真正的无限平面没有地平线；你要么是从边缘看它，要么它填满了你的整个视野。 - Nicol Bolas

它不是无限的屏幕坐标，这就是我的观点。尝试绘制一个网格，然后在透视图中查看该网格，您将看到线与前一条线的距离会越来越小，直到几乎为零。这就是我想要的，我想要绘制一个平面，直到它达到“零”，因此屏幕上不能再呈现更多像素。或者拿一个天空盒，在地平线的中间画一条线，当您向上/向下移动时，该线永远不会改变位置，因此它具有无限的距离。这就是我想做的事情，但我想从那个天空盒地平线下面绘制一个平面。 - Rookie

我认为这里的问题在于你认为我想扭曲世界逻辑/物理，使无限变为有限，这显然是不可能的。我只想模拟无限，让它看起来像无限。我编辑了问题标题以避免进一步混淆。 - Rookie

Answer 2

绘制一个无限大的平面很容易 - 你只需要计算屏幕坐标中的地平线。为此，你只需取两个非共线的4D方向（比如[1,0,0,0]和[0,0,1,0]），然后计算它们在屏幕上的位置（通过手动乘以视图矩阵和投影矩阵，然后剪裁到视口坐标）。当你有了这两个点，就可以通过屏幕计算出一条2D线并将其剪裁。这样，你就得到了你的无限平面（下部多边形）。然而，在这个平面上显示纹理是困难的，因为它会无限扩展。但如果你的纹理很简单（比如一个网格），那么你可以使用相同的方法用4D坐标自己计算它 - 计算点及其对应的消失点并将它们连接起来。

- Violin Yanev