多边形网格

在3D计算机图形学和实体建模中，多边形网格是定义多面体对象形状的顶点，边 s和面 s的集合。面通常由三角形（三角形网格），四边形（quad）或其他简单的凸多边形（n-gons）组成，因为这可以简化渲染，但通常也可以由凹面多边形甚至带孔的多边形组成。

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多边形网格的研究是计算机图形学（特别是3D计算机图形学）和几何建模的一个很大的子领域。多边形网格的不同表示用于不同的应用程序和目标。在网格上执行的各种操作可能包括：布尔逻辑、平滑、简化等。还存在用于光线跟踪，碰撞检测和具有多边形网格的刚体动力学的算法。如果渲染网格的边缘而不是面，则该模型将变为线框模型。

体积网格不同于多边形网格，因为它们明确表示结构的表面和体积，而多边形网格仅明确表示表面（体积是隐式的）。

用多边形网格创建的对象必须存储不同类型的元素。这些包括顶点、边、面、多边形和曲面。在许多应用程序中，仅存储顶点，边以及面或多边形。渲染器只能支持3面，因此，多边形必须由许多这样的面构成，如上所示。但是，许多渲染器要么支持四边形和更高边的多边形，要么能够即时将多边形转换为三角形，从而无需以三角形式存储网格。

顶点位置（通常在3D空间中）以及其他信息，例如颜色，法线向量和纹理坐标。边缘两个顶点之间的连接。面对一组封闭的边，其中一个三角形面具有三个边，而一个四面体具有四个边。甲多边形是一个共面设置的面。在支持多面的系统中，多边形和面是等效的。但是，大多数渲染硬件仅支持3或4面，因此多边形表示为多个面。

从数学上讲，多边形网格可被视为具有几何，形状和拓扑的其他属性的非结构化网格或无向图。表面更常称为平滑组很有用，但不需要对平滑区域进行分组。考虑一个带盖的圆筒，例如汽水罐。为了使侧面平滑着色，所有表面法线必须水平指向远离中心的位置，而顶盖的法线必须垂直向上和向下指向。渲染为单个，阴影阴影曲面上，折痕顶点的法线不正确。因此，需要某种确定从何处停止平滑的方法来对网格的平滑部分进行分组，就像多边形对3面的面进行分组一样。作为提供表面/平滑组的替代方法，网格可以包含用于计算相同数据的其他数据，例如分割角（法线大于此阈值的多边形会自动视为单独的平滑组，或者会采用某些技术（例如分割或倒角）自动应用于它们之间的边缘）。

另外，非常高分辨率的网格较少需要平滑组的问题，因为它们的多边形非常小以至于不需要。此外，存在另一种选择，即可以简单地将表面本身与网格的其余部分分离。团体某些网格格式包含组，它们定义了网格的单独元素，对于确定用于骨骼动画的单独子对象或用于非骨骼动画的单独actor 很有用。材料通常，将定义材质，从而允许网格的不同部分在渲染时使用不同的着色器。紫外线坐标大多数网格格式还支持某种形式的UV坐标，这些UV坐标是“展开”的网格的单独2D表示，以显示二维纹理贴图的哪个部分应用于网格的不同多边形。网格还可能包含其他这样的顶点属性信息，例如颜色，切线矢量，权重图以控制动画等（有时也称为channel）。