Работа с 3д графикой

Здравствуйте. В качестве задания есть работа с трехмерной графикой. Решил сделать на формах, так как работаю также с c#, но тут нужны плюсы. Вопросов несколько и не все из них относятся конкретно к формам, но задавать их раздельно нельзя, ибо все они взаимосвязаны друг с другом.
Начну с того, что было сделано. Построена форма с кнопками для управления моделью (конкретно перемещение по X и Y в плоскости экрана, поворот модели вокруг ее барицентра относительно всех 3 осей, и кнопки масштаба модели, опять же относительно ее барицентра), с PictureBox для отрисовки и DataGridView для отслеживания координат узлов. Реализовано чтение модели формата obj (предполагается заведомо выпуклой). Для работы со всем этим соответственно была введена вся необходимая математика, в виде матриц смещения, масштаба и поворотов. В этом плане все работает прекрасно, модель отрисовывается в PictureBox, перемещается, уменьшается и увеличивается, а также вращается как захочется.
Теперь вопросы следующие:
1) Необходимо реализовать z-буфер. Для этого, если я правильно понял, необходимо создать некий двумерный массив, в котором будут храниться координаты глубины каждого пикселя для каждой координаты X и Y поля, в котором отрисовываем. После этого необходимо этот буфер рисовать в PictureBox. Самый глупый вопрос - может есть где готовое решение реализации z-буфера, которое мне подойдет? Почему так стоит вопрос, потому что интернет был обыскан, гитхаб перерыт, ничего не подходит, чтобы взять и сделать. При копании в интернете, проявляется ясность. Чтобы вычислить глубину, нужно пройти каждый пиксель спроецированного на экран треугольника, а это уже растеризация.
1.1) Каким образом реализовать растериазцию? Все способы, что я видел, у меня не работают, ибо там сортируются вершины, а у меня они в структуре треугольника являются ссылками на вершины, хранящиеся в векторе общих вершин, и при их сортировке происходит вакханалия, так как треугольники теряют свои правильные вершины. Вопрос по тому, что может кто с этим работал и сможет подсказать и объяснить.
1.2) Соответственно вопрос, как все это формировать в массив, после массив выводить в PictureBox быстро, так как при каждой операции с моделью (перемещение, масштаб, вращение) пересчитываются все координаты и по сути нужно чистить весь экран и отрисовывать заново все, пробовал для этого Bitmap, получается гораздо дольше, чем через graphics.DrawLine(). Но приходится к этому способу обращаться, так как все готовые алгоритмы построчной растеризации реализованы на закрашивания пикселя, а не на рисовании линии сразу.
Ну еще общий вопрос, может какое-либо готовое решение, которое можно разобрать в учебных целях.
Сразу скажу, что все нужно сделать без каких-либо библиотек, по типу OpenGL, все операции должны быть собственноручно написаны. Вот остановился на Z-буфере, как на способе вывода модели с учетом скрытия задних граней, перечитал кучу литературы, пролистал гит, прочитал цикл статей перевода на Хабре. В общем вопросов масса еще, я не могу к сожалению их все сформулировать, но я открыт к обсуждению, если вам что-либо не понятно, я отвечу на любые вопросы, чтобы найти решение для себя. Спасибо!

0

Сообщение от fakemade В качестве задания есть работа с трехмерной графикой.

Сообщение от fakemade Решил сделать на формах, так как работаю также с c#

Вы уверены? WF рисуют с помощью GDI+, вам бы лучше использовать WPF (C#) - там используется DirectX для отрисовки UI и с 3D будет получше...

0

Сообщение от Andrey-MSK Вы уверены?

Да, так как задание сделать на плюсах, а не на шарпе, поэтому и пал выбор на формы, так как мучиться с отрисовкой в консоли тот еще гемор, а с формами работал до WPF, потом сам на него пересел и понимаю, что в нем было бы лучше, но увы. Но первоначальный вопрос в алгоритме z-буфера, второй уже в скорости отрисовки, ибо задание реализовать сам алгоритм. Да и в целом все 3д - это же фикция, просто умножаем координаты на матрицы поворота, смещения и масштаба и получаем наше "псевдо 3д". Ну можно еще добавить матрицу проецирования, чтобы перспективу реализовать, но это уже вопрос другой, да и не сильно важен. И насколько быстро все это будет умножаться и отрисовываться - тоже вопрос, но ниже по приоритету.

0

Сообщение от fakemade так как задание сделать на плюсах

Ну вы ведь понимаете - что C++/CLI это совсем не C/C++...
Если нужен именно C/C++ то и выбирайте его реализации UI - Win32API, MFC, Qt.

0

Сообщение от Andrey-MSK Ну вы ведь понимаете - что C++/CLI это совсем не C/C++...

Я понимаю конечно, но я работал с формами, с классами, на которых это все работает и мне это привычно. Я понимаю, как сделать там основные вещи, поэтому я выбрал эту среду, что впрочем не важно. Мне в рамках C++ нужна реализация алгоритма, а отрисовывать можно и в консоли, или так, на крайний случай, выбор GUI для меня не важен.

0