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C++和DirectX:计算与具有任意法线的网格的切线

C++是一种通用的编程语言,被广泛应用于各种领域的软件开发中。它具有高效、灵活、可移植等特点,适用于开发各种规模的应用程序。

DirectX是微软开发的一组多媒体和图形应用程序接口(API),用于开发游戏、图形和多媒体应用程序。它提供了丰富的功能和工具,使开发者能够创建高性能的图形和多媒体应用。

计算与具有任意法线的网格的切线是指在计算机图形学中,对于一个具有任意形状和法线的网格模型,通过计算得到每个顶点的切线向量。切线向量在渲染过程中用于计算光照效果、法线贴图等。

在C++中,可以使用各种图形库和计算库来实现计算与具有任意法线的网格的切线。其中,DirectX提供了DirectX Math库,可以用于进行向量和矩阵计算,包括计算切线向量。通过使用DirectX Math库,开发者可以方便地在C++中实现计算与具有任意法线的网格的切线的功能。

在云计算领域,C++和DirectX的应用场景主要集中在游戏开发、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)应用开发等领域。通过使用C++和DirectX,开发者可以实现高性能的图形和多媒体应用,提供更加逼真和流畅的用户体验。

腾讯云提供了一系列与游戏开发和图形计算相关的产品和服务,可以帮助开发者在云端部署和运行基于C++和DirectX的应用。其中,推荐的产品包括:

  1. 云服务器(CVM):提供高性能的虚拟服务器实例,可用于部署和运行C++和DirectX应用。 产品介绍链接:https://cloud.tencent.com/product/cvm
  2. 弹性容器实例(Elastic Container Instance,ECI):提供轻量级、弹性的容器实例,可用于快速部署和运行容器化的C++和DirectX应用。 产品介绍链接:https://cloud.tencent.com/product/eci
  3. GPU云服务器(GPU Cloud Server):提供配备强大GPU计算能力的云服务器实例,适用于进行图形计算和深度学习等任务。 产品介绍链接:https://cloud.tencent.com/product/gpu

通过使用腾讯云的这些产品和服务,开发者可以在云端灵活、高效地运行基于C++和DirectX的应用,实现图形和多媒体计算的需求。

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但这是建立在假定一个轴对齐立方体上。当立方体具有任意旋转时,它会变得更加复杂。必须转换凹凸贴图代码结果,使其表面的实际方向匹配。 我们能知道一个表面的方向吗? 为此,我们需要定义UV轴向量。...这就是为什么必须明确提供它原因。 然后,我们可以使用顶点法线切线来构造一个网格表面匹配3D空间。该空间称为切线空间,切线基础或TBN空间。在立方体情况下,每个面的切线空间是均匀。...因此,你必须确保法线贴图生成器,Unity网格物体导入过程和着色器都已同步。这称为同步切线空间工作流程。 那法线贴图呢? 我们从高度场生成了法线贴图。它们具有平坦参考框架,并且其切线空间是规则。...因此,当将它们应用于具有弯曲切线空间对象时,高度场相比,最终法线会变形。但这还好,因为大理石的确切外观无关紧要。 从5.3版本开始,Unity使用mikktspace。...(夸大法线差异) 因此,在为Unity生成法线贴图时,请使用计算每个顶点法线对应设置。或继续假设它们是按片段计算,并使用也可以这样做着色器。 切线空间很麻烦,如果没有它,要怎么做?

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基础渲染系列(二十)——视差(基础篇完结)

不支持此功能硬件通常功能不是很强大,因此无论如何你都不希望使用视差贴图。 使用原始顶点切线网格数据中法线向量在顶点程序中创建对象到切线空间转换矩阵。...(视差贴图 标准着色器一样) 现在,我们着色器支持标准着色器相同视差效果。尽管可以将视差贴图应用于任何表面,但投影假定切线空间是均匀。表面具有弯曲切线空间,因此会产生物理上不正确结果。...循环之后,我们计算线相交位置。我们可以使用它在上一个最后一个UV偏移之间进行插值。 ? 数学如何计算? 这两个线段定义在两个采样步骤之间空间内。我们将此空间宽度设置为1。...(动态批处理产生奇怪效果) 问题在于,在将它们组合在单个网格中之后,Unity不会对批量几何法线切向量进行归一化。因此,顶点数据正确假设不再成立。 Unity为什么不对这些向量进行归一化?...这可能是一个明智决定,不然的话,动态批处理将变得太昂贵而无法实际应用。 对顶点法线切向量不进行归一化对我们来说只是一个问题,因为我们正在将视图向量转换为顶点程序中切线空间。

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第4章-变换-4.1-基础变换

在这一点上我们应该提到,有时在计算机图形中看到另一种有效符号方案:使用底行具有平移向量矩阵。例如,DirectX使用这种形式。在这个方案中,矩阵顺序将被颠倒,即应用程序顺序将从左到右读取。...这两种类型变换在计算机图形学中对于定位定向对象显然很有用。方向矩阵是相机视图或对象相关联旋转矩阵,它定义了它在空间中方向,即它向上向前方向。 在二维中,旋转矩阵很容易推导。...例如,假设你有一个具有数百万个顶点游戏场景,并且场景中所有对象都必须进行缩放、旋转最终平移。现在,不是将所有顶点三个矩阵中每一个相乘,而是将三个矩阵连接成一个矩阵。...切线向量本质上不同于法线,并且总是由原始矩阵直接变换。 4.1.8 逆计算 许多情况下都需要逆,例如,在坐标系之间来回更改时。...根据有关变换可用信息,可以使用以下三种计算矩阵逆方法之一: 如果矩阵是单个变换或具有给定参数简单变换序列,则可以通过“反转参数”矩阵顺序轻松计算矩阵。例如,如果 ,则 。

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Computer Graphics note(4):Shading

但是实际环境光计算,需要用到全局光照,此时用常数环境光只是便于理解。 5.模型总结 环境光是个常数;漫反射观测方向无关,法线方向关照方向有关;高光将三项相加,结果如下图: ?...如上图所示,对于一个顶点,会被 NNN 个三角形所共用,则其法线等于之相邻三角形面的法线平均或者加权平均(权重为三角形面积),法线最后都需要归一化(化为单位向量),式子如下: Nv=∑iNi...(2)凹凸/法线贴图(Bump Mapping) 纹理除了可以定义颜色之外,还可以定义其他不同属性,比如定义在一个表面上任意一点相对于基础表面上沿着法线方向相对高度,从而避免使用大量三角形来定义部分复杂...(先在贴图上定义切线,通过切线得到对应法线) 简单起见先考虑一维贴图/Flatland上变换情况,如下图情况,原本平面是平,蓝色线是由凹凸贴图定义得到,原本表面法线在 ppp 点是 n(p)=(...导数相当于水平方向上移动一个单位距离,竖直方向上移动 dpd_pdp​ ,则此处切线用向量表示为 (1,dp)(1,d_p)(1,dp​) ,则扰动后法线应该切线垂直,即将其逆时针旋转 90o90

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Shader、Draw Call渲染管线(Rendering Pipeline)

这个命令仅仅会指向一个需要被渲染图元(primitives)列表,而不会再包含任何材质信息(这些信息已经在渲染状态中被定义了),此时网格是驻留在显存(Video Random Access Memory...当给定了一个Draw Call时,GPU就会根据渲染状态(例如材质、纹理、着色器等)所有输入顶点数据来进行计算,最终输出成屏幕上所显示那些像素。...接收顶点信息,进行适当转换后,对顶点进行插值处理,然后对三角形进行遍历,检查每个网格是否被三角形覆盖,如果被覆盖就会生成一个片元。...之后交给片元着色器(在DirectX中,也称为像素着色器 Pixel Shader)。 经过片元着色器(Fragment Shader)处理后,得到一个或者多个颜色值(如下图所示)。 ?...大体渲染过程就如上所述。中间忽略了不少信息,如坐标转换(主要使用矩阵、四元数,矩阵就是映射),还有投影(正交/平行投影、透视投影),以及光照模型(各种贴图法线切线等)。

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unity3d:Shader知识点,矩阵,函数,坐标转换,Tags,半透明,阴影,深度,亮度,优化

这些代码不需要包含在任何Pass语义块中,在使用时,我们只需要在Pass中直接指定需要使用顶点着色器片元着色器函数名即可。CGINCLUDE类似于C++中头文件功能。...在着色器中,我们可以使用这个旋转矩阵来将法线切线空间转换到世界空间或屏幕空间,以便进行光照计算渲染。 切线空间是一种以顶点切线法线切线叉积向量为基础局部坐标系,常用于处理带有法线贴图模型。...在切线空间中,每个顶点都有一个之相关联切线空间坐标系,可以用来描述该顶点上纹理方向和曲率。通过将法线转换到切线空间,可以更加精确地计算光照阴影效果,并提高模型细节表现。...在使用法线贴图时,通常需要先将法线切线空间转换到世界空间或屏幕空间,以便进行光照计算渲染。这就需要使用 TANGENT_SPACE_ROTATION 来转换切线空间旋转矩阵。...需要注意是,TANGENT_SPACE_ROTATION 具体计算方式会根据不同纹理坐标系顶点切线计算方法而有所不同。在使用时,应根据具体情况进行参考调整。

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大地经纬度坐标地心地固坐标的转换

经纬度坐标用虽然多,但是很多人并没有理解经纬度几何意义:纬度是一种线面角度,是坐标点P法线赤道面的夹角(注意这个法线不一定经过球心);经度是面面角,是坐标点P所在子午面本初子午面的夹角。...过P点作原椭球法线Pn,他子午面直角坐标系X轴夹角为B;过P点作子午椭圆切线,它与X轴夹角为(90°+B): 图1 根据椭圆方程,位于椭圆P点满足: \[\frac{x^2}{a^2}...矢量在任意位置方向都是一样,那么我们可以假设存在一个单位球(球半径为单位1),将法线单位矢量移动到球心位置,可得法线单位矢量为: \[n = \left[ \begin{matrix}...B时迭代过程,其余计算都只是套公式。...数值计算很多算法都是采用迭代趋近方法来趋近一个最佳解。最后运行结果如下: 4. 参考 大地坐标地心坐标相互转换 World Geodetic System 1984 (WGS84)

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第3章-图形处理单元-3.3-可编程着色器阶段

实现此模型处理器在DirectX中称为通用着色器内核,具有此类内核 GPU被称为具有统一着色器架构。这种架构背后想法是着色器处理器可用于各种角色,GPU可以根据需要分配这些角色。...例如,由两个三角形组成大正方形相比,具有小三角形一组网格需要更多顶点着色器处理。具有单独顶点像素着色器核心池GPU意味着保持所有核心忙碌理想工作分配是严格预先确定。...着色器使用类似C着色语言进行编程,例如DirectX高级着色语言(HLSL)OpenGL着色语言 (GLSL)。...由斜杠分隔三个数字表示顶点、几何像素着色器限制(从左到右)。 图形计算中常见操作可以在现代GPU上高效执行。...还存在用于更复杂操作函数,例如向量归一化反射、叉积以及矩阵转置行列式计算。 “流控制”这个术语是指使用分支指令来改变代码执行流程。

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《Unity Shader入门精要》笔记:初级篇(1)

---- 初级篇内容主要讲述关于基础光照模型、纹理透视等初级渲染效果。...即使语义相同,位置不同表达意思也会不同。DirectX10以后新语义类型:系统数值语义(system-value semantics),以SV为开头,代表系统数值。...从应用阶段传递模型数据给顶点着色器时常用语义: 语义 描述 POSITION 模型空间顶点位置,float4 NORAML 顶点法线,float3 TANGENT 顶点切线,float4 TEXCOORD0...中COLOR 调试:Unity中自带UnityShader调试,在Windows->Analysis->Frame Debugger中(书中当时位置稍有不同)。...如果想要看到更多信息,可以在VS等IDE中寻找相关插件。 ---- 额外补充-代码数学规范: 1、规范化语法 2、避免不必要计算 3、慎用分支循环语句(因为开销大) 4、不要除以0

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从零开始一起学习SLAM | 点云到网格进化

网格主要用于计算机图形学中,有三角、四角网格等很多种。下面左图就是四角网格,右图是三角网格 ?...不过,计算机图形学中网格处理绝大部分都是基于三角网格,三角网格在图形学三维建模中使用非常广泛,用来模拟复杂物体表面,如建筑、车辆、动物等,你看下图中兔子、球等模型都是基于三角网格 ?...师兄:实际上当然不能这样判定了,有更简便方法。你看下面最左图,观察具有公共边缘BD两个三角形ABDBCD,如果角度αγ之和小于或等于180°,则三角形满足Delaunay条件。...编程练习 给定输入点云,结合之前内容对点云进行滤波、平滑,并计算法线,最后用贪心投影三角化方法进行网格化,显示出网格化结果。 如果代码正确,网格化结果大概如下所示。尝试调整一下参数,看看有什么变化。...从零开始一起学习SLAM | 三维空间刚体旋转 从零开始一起学习SLAM | 为啥需要李群李代数?

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CloudCompare基础教程(1)-介绍

CloudCompare是一个三维点云(网格)编辑处理软件。最初,它被设计用来对稠密三维点云进行直接比较。它依赖于一种特定八叉树结构,在进行点云对比这类任务时具有出色性能【1】。...随后,许多其他点云处理算法(配准、重采样、颜色/法线向量/尺度、统计计算、传感器管理、交互式或自动分割等)以及显示增强工具(自定义颜色渐变、颜色法向量处理,校准图像处理、OpenGL着色器、插件等)...通常,三角形网格只是一个具有关联拓扑点云(网格顶点 the mesh vertices)(每个三角形对应“连接”点三元组)。...便携性 CloudCompare是在C++中开发。...如果添加RGB颜色、法线向量、单个尺度字段,并且需要计算八叉树,则每GB最多可以加载3200万个点。在一个64位操作系统上,你可以加载任意多个点(事实上多达40亿)。

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