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我正在玩一个带有菱形十二面体体素的光线行军引擎，因为它们可以像六边形对 2D 空间一样完美地镶嵌 3D 空间。问题是我只设法想出了那个实体的有符号距离函数的近似值。可以渲染体素，但它会提供非常清晰的边缘。我想使用精确的 SDF 使它们看起来更好一些圆形边缘。

有人知道菱形十二面体的确切 SDF 吗？

这是我的（不准确的）SDF：

float Sdf(Voxel voxel, vec3 position) {
    position = position - voxel.Position;
    // Exploit the solid's symmetries
    position = vec3(abs(position.x), sign(position.z) * position.y, abs(position.z));

    // distance to each face
    float a = dot(vec3(1.  ,   0.           , 0.          ), position) - voxelSize;
    float b = dot(vec3(0.5 ,   0.           , sqrt3 / 2.  ), position) - voxelSize;
    float c = dot(vec3(0.  , - sqrt2 / sqrt3, 1. / sqrt3  ), position) - voxelSize;
    float d = dot(vec3(0.5 ,   sqrt2 / sqrt3, sqrt3 / 6.  ), position) - voxelSize;
    float e = dot(vec3(0.5 , - sqrt2 / sqrt3, - sqrt3 / 6.), position) - voxelSize;

    return max(a, max(b, max(c, max(d, e))));
}

这就是它的样子： 图像

编辑 ：

所以我对如何解决这个问题有了一些新的想法。在这项新技术中，我尝试找到具有不同距离公式的不同区域（取决于离实体最近的点是在面、边还是顶点上）并分别计算它们的距离。到目前为止，对于最近点在面或边缘上的区域，我只有正确的间距和距离。代码如下所示：

float Sdf(Voxel voxel, vec3 position){
    position = position - voxel.Position;

    vec3 normals[6];
    float dists[6];
    float signs[6];

    // The rhombic dodecahedron has 6 pairs of opposite faces.
    // Assign a normal to each pair of faces.
    normals[0] = vec3(1.  ,   0.           , 0.          );
    normals[1] = vec3(0.5 ,   0.           , sqrt3 / 2.  );
    normals[2] = vec3(0.5 ,   0.           , - sqrt3 / 2.);
    normals[3] = vec3(0.  , - sqrt2 / sqrt3, 1. / sqrt3  );
    normals[4] = vec3(0.5 ,   sqrt2 / sqrt3, sqrt3 / 6.  );
    normals[5] = vec3(0.5 , - sqrt2 / sqrt3, - sqrt3 / 6.);

    // Compute the distance to each face (the sign tells which face of the pair of faces is closest)
    for (int i = 0; i < 6; i++){
        dists[i] = dot(normals[i], position);
        signs[i] = sign(dists[i]);
        dists[i] = max(0., abs(dists[i]) - voxelSize);
    }

    bool sorted = false;
    while(!sorted){
        sorted = true;
        for (int i = 0; i < 5; i++){
            if (dists[i] < dists[i+1]){
                vec3 n = normals[i];
                float d = dists[i];
                float s = signs[i];
                normals[i] = normals[i+1];
                dists[i] = dists[i+1];
                signs[i] = signs[i+1];
                normals[i+1] = n;
                dists[i+1] = d;
                signs[i+1] = s;
                sorted = false;
            }
        }
    }
    
    if (dists[1] < dists[0] * 0.5){ //0.5 comes from sin(pi/6)
        // case where the closest point is on a face
        return dists[0];
    }
    else if (dists[2] == 0.){
        // case where the closest point is on an edge
        float a = 0.5 * dists[0];
        float b = 0.5 * (dists[1] - a);
        return length((dists[0] - b) * signs[0] * normals[0]
                    + (dists[1] - a) * signs[1] * normals[1]);
    }
    else {
        //dunno
    }
}

这是一个快速草图，展示我的方法草图

其余的案件变得更加疯狂。如果有任何突破，我会更新帖子。

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