SDF(Signed-distance-field: 有向距离场)(9): 构建SDF空间模型六个重要基石

原创 已于 2023-06-02 22:46:04 修改 · 2.5k 阅读 · 4 ·
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于 2018-09-30 16:33:20 首次发布
本文探讨了通过六种核心操作实现复杂造型设计的方法：变换（Transform）、距离场函数及其变体、重复（Repeat）、过渡/混合（Blend）、布尔运算和置换（Displace）。这些操作能够帮助设计师创建出大规模且复杂的视觉表现。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

A.Transform(一般的缩放旋转平移以及旋转中心的更改)
B.距离场函数及相应的变体(我把距离场函数描述的空间区域叫做距离场空间分布函数)
C.Repeat(某个区域或者整个空间重复某部分场函数计算)
D.过渡/混合(Blend)（用于一个场函数描述的空间与另一个有过渡的衔接）
E.布尔运算(交集，合并，差)
F.Displace(置换)(以一个空间作为另外一个空间计算的因子)


SDF: 这六个方面的的操作可以实现相当复杂和大规模的造型(或者叫建模的)视觉表现

3D模型生成新标杆：NVIDIA最新AIGC技术解读
AI天才研究院
05-07 757
随着元宇宙、数字孪生、自动驾驶等领域的爆发式增长，高质量3D内容的需求呈现指数级上升。传统3D建模依赖手工设计，成本高（单个复杂模型需数百人工小时）、周期长（平均项目周期3-6个月），成为产业发展的核心瓶颈。NVIDIA作为GPU与AI领域的双料巨头，近年来在3D生成式AI领域持续突破，通过NeRF（神经辐射场）、StyleGAN3、Diffusion等技术的融合创新，打造出从单视图重建到复杂场景生成的全链条解决方案。本文将聚焦其核心技术架构、算法优化策略及行业应用实践，解析技术背后的工程化逻辑。技术基石。
SDF(Signed-distance-field: 有向距离场)(3): 空间划分原理(源码解释)
vily_lei的专栏
09-26 1万+
下面这是SDF常用的三个函数: // intersect(求交) vec2 mult(vec2 tA, vec2 tB) { if(tA.x > tB.x) return tA; return tB; } // union(合并) vec2 add(vec2 tA, vec2 tB) { if(tA.x < tB.x) return tA; retu...
SDF:用于轮廓纹理化的带符号距离场生成器
05-17
自卫队 对轮廓图像进行反锯齿图像的扫描和更新欧几里德距离变换。 该代码基于Stefan Gustavson的 ，并在内存使用和执行时间方面改进了原始代码。 该算法首先遍历图像，并使用edtaa3中的梯度方向和边缘函数在输入图像的轮廓上找到一个近似点。 经过此遍之后，边缘像素处的距离是已知的，并且代码继续使用扫掠和更新来更新其余的距离字段，直到距离场收敛（或最大遍历）为止。 该代码所需的额外内存是每个像素3个浮点数（px，py，distance），而edtaa3则是5个双精度点（或浮点数）。 使用仅在第一遍中计算的平方距离和轮廓点即可完成扫描和更新。 这大大减少了每次距离更新的计算量（尤其是suqare根）。 该代码要求可比较的距离字段，但可能不如原始代码那么精确。 该代码旨在用于计算距离场。 用法 int sdfBuildDistanceField ( unsigned cha
有号距离场(SDF)
llsansun的博客
08-09 1万+
什么是有号距离场(SDF)？ 有号距离场(SDF)是指建立一个空间场，这个空间场中每个像素或体素记录自己与周围像素或体素的距离，如果在物体内，则距离位负，如果是在外面则记录相差的距离，在边上刚好位0 在2D上的演示如下 原图： SDF 简而言之他是一个记录空间距离的信息。 SDF能做什么？ 1.高清文字（TMP） 2.形变动画 3.序列帧动画柔和过度 4.碰撞检测 5.软阴影 6.环境遮蔽（AO） TMP： 用过TMP的人可能会有印象，..
有向距离场(SDF)在Shader中的简单应用
qq_41841073的博客
12-04 3260
SDF， 全称Signed Distance Filed，就是有符号的距离区域 看下简单的例子，一个圆型区域 那么我们定义一个距离场函数： float sdfCircle(vec2 tex, vec2 center, float dis) { return -length(vec2(tex - center)) + dis; } 传入的参数分别是：当前像素点坐标， 圆心坐标，半径，函数的返回值是一个有正负的浮点数，通俗点说就是在园内的区域返回的是一个正值，大小是离原边界的距离；而在圆外面的区域
shader编程-2D基本图形SDF(有向距离场)介绍与使用（WebGL-Shader开发基础05）
点燃火柴的博客
11-21 7112
shader编程-2D基本图形SDF有向距离场介绍与使用1. 有向距离场介绍2. SDF绘制圆3. SDF绘制矩形4. SDF绘制线段 1. 有向距离场介绍 有向距离场，英文名Signed Distance Field，简称SDF，把空间中与物体表面的距离进行采样，使用负值表示物体内部，使用正值表示物体外部，与物体的表面的距离为0，大于0，小于0和等于0区分物体的区域，你很快可以联想到之前使用的step函数和smoothstep函数，是的，通过与这两个函数的配合，就可以像前面样绘制图形了 2. SDF绘制圆
SDF（符号距离场）part1
qq_39366151的博客
05-24 2267
Unsigned Distance Fields 无符号距离场 无符号距离场  通常，当我们创建一个纹理时，我们会把它看作是一个数字网格，每个数字代表一个“亮度”。0是黑色，1是白色。有色纹理简单地扩展了这个概念，存储3个值(如果包含透明度，则存储4个值)。  虽然上面的方法对于一般用途的图像非常有用，但它们并不特别擅长表达几何形状。这主要归结为两个问题: 如果几何图形没有与像素网格完美对齐，那它肯定是近似对齐的，从而导致混叠效果 低分辨率的纹理缩放非常糟糕，如果我们想要一个精确的几何体表示，我们就必须存
SDF(Signed-distance-field: 有向距离场)(7): 距离场函数-基于CUBE计算方式产生的若干变体A
vily_lei的专栏
09-29 4887
SDF非常好玩的地方之一就是通过距离场函数的实现来实现空间分布函数，这样可以创造神奇的空间几何体造型。这个样例就是通过变换CUBE的距离场函数，来实现其各种各异的变形，下面的demo只是展示了基本的变体(改变cube的计算方式生成的Cube变体)。 Demo1:http://www.artvily.com/sample?sample=sdfStep09distortion3 效果图: ...
sdf-test:符号距离场（SDF）光线跟踪和光线行进的实验
04-29
SDF测试 符号距离场（SDF）光线跟踪和光线行进的实验 这是我在C ++中制作高质量的半真实感raytracer的尝试。 我将GLM用作数学库，将SDL用作窗口库。 它在大约24小时内被黑了，所以不要指望有漂亮的代码。 但是在我的拙见中，它提供的功能相当不错。 这不是很快，也没有进行优化。 渲染图像通常需要30秒钟左右。 对于那个很抱歉。
1、片元着色器之有向距离场(SDF)
weixin_41364246的博客
10-29 586
有向距离场（Signed Distance Field, SDF）是一种在计算机图形学中常用的概念，用于描述空间中某一点到某个形状表面距离的有符号距离。SDF 被广泛应用在实时渲染、碰撞检测、形状表示等场景中。最典型的例子：判断一个点是否在圆内：点到圆心的距离和半径的差是否为负值，负值说明在圆内，反之则在圆上或圆外。1、什么是有向距离场？
glsl-sdf-normal:获取有符号距离场内某个位置的法向量
06-16
glsl-sdf-正常 获取有符号距离场内某个位置的法线向量。 用法 getNormal = require(glsl-sdf-normal, <map>) 将getNormal函数加载到着色器中。 注意使用这个模块时需要定义map 。 vec2 map(vec3 position) 您的有符号距离函数，负责定义场景中的实体形状。 接受position ，并返回一个vec2 – 有关更多指导，请参阅 :) vec2 doModel( vec3 p); #pragma glslify : getNormal = require(&#39;glsl - sdf - normal&#39;, map = doModel) vec2 doModel( vec3 position) { float radius = 1.0 ; float dist = length (position)
mesh_to_sdf:计算任意网格的有符号距离场
04-30
计算任意网格的有符号距离场 该项目计算三角形网格的近似SDF。 它适用于非水密网格（带Kong的网格），自相交网格，具有非流形几何的网格以及面方向不一致的网格。 安装 pip3 install mesh-to-sdf 如果您使用的是Windows或Mac，则需要解决pyrender中的一个错误。 检查下面的常见问题解答。 例子 体素化网格 mesh_to_voxels函数创建一个SDF值的N N N N数组。 在此示例中，使用Marching Cubes重建网格，然后进行渲染。 from mesh_to_sdf import mesh_to_voxels import trimesh import skimage mesh = trimesh . load ( &#39;chair.obj&#39; ) voxels = mesh_to_voxels ( mesh , 64 , pad = True )
Unity-Signed-Distance-Field-Shadow:Unity中的带符号距离场阴影
05-13
统一签名距离场阴影 Unity中的带符号距离场阴影 改编自：Inigo Quilez和Sebastian Aaltonen
有符号距离场（Signed Distance Field, SDF）在FPS射击游戏中的实际应用
最新发布
欢迎来到《技术探索》，这是一个专注于游戏开发技术的博客。在这里，我们将深入探讨游戏引擎、图形渲染、人工智能、物理模拟等领域的最新技术和最佳实践。无论您是初学者还是经验丰富的开发者，我们都希望为您提供有价值的见解和实用的技巧。
01-24 1244
标量场：有符号距离场是一个三维空间中的标量场，通常用函数 ( S(x, y, z) ) 表示，其中 ( (x, y, z) ) 是空间中的任意点。距离值：对于每个点 ( (x, y, z) )，函数值 ( S(x, y, z) ) 表示该点到最近表面的距离。正值：如果 ( S(x, y, z) > 0 )，则表示该点位于表面外部，距离最近表面的距离为 ( S(x, y, z) )。负值。
浅谈3D隐式表示（SDF，Occupancy field，NeRF）
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weixin_43117620的博客
07-28 2万+
本篇文章介绍了符号距离函数Signed Distance Funciton(SDF)，占用场Occupancy Field，神经辐射场Neural Radiance Field（NeRF）的概念、联系与区别。
SDF(有向距离场)中的法线计算
weixin_30618985的博客
09-20 1098
Demo:https://blog.youkuaiyun.com/vily_lei/article/details/82791133 vec3 calcNormal( in vec3 pos ){ vec2 e = vec2(1.0,-1.0)*0.5773*0.0005; return normalize( e.xyy*map( pos + e.xyy ).x + ...
计算机图形学【GAMES-101】5、几何(距离函数SDF、点云、贝塞尔曲线、曲面细分、曲面简化)
记录值得记录的东西
12-11 4809
Lecture10~121 几何图形的表示方式1.1 几何的隐式表示法1.1.1 函数1.1.2 Constructive Solid Geometry(CSG)1.1.3 距离函数1.1.4 水平集(Level Set)1.2 几何的显式表示法1.2.1 点云(Point Cloud)1.2.2 多边形模型1.2.3 贝塞尔曲线1.2.4 Splines样条线1.2.5 贝塞尔曲面2 几何的操作方式2.1 曲面细分2.1.1Loop细分(Loop Subdivision)2.1.2 Catmull-Cla
有符号距离场和无符号距离场
qq_41327049的博客
09-11 1295
有符号距离场和无符号距离场都是用于空间表示的重要工具，它们各自具有独特的特性和应用场景。有符号距离场是一种将3D（或2D）空间中的每个点映射到其到最近表面（边缘或平面）的距离，并且这个距离带有符号的信息。无符号距离场（Unsigned Distance Field, UDF）是距离场的一种简化形式，它只记录点到最近表面的距离，但不包含符号信息。因此，无符号距离场只能用于表示物体外部的空间结构。平滑性：由于SDF记录了每个点到最近表面的距离，并且这个距离是平滑变化的，因此它可以用于生成平滑的边界和表面。
SDF(Signed-distance-field: 有向距离场)(6): 空间复制(repeat)(生成大规模显示对象)
vily_lei的专栏
09-28 1272
Demo1:http://www.artvily.com/sample?sample=sdfStep09distortion Demo2:http://www.artvily.com/sample?sample=sdfStep09distortion2 通过这种方式和SDF独有的计算方式可以绝对轻松的"制造"非常大规模的"显示对象",效果图如下: ...
chaq-sdfgen: 从图像创建符号距离场位图的C程序
距离场（Signed Distance Field, SDF）在计算机图形学中是一个重要的概念，它用于表示每个像素点到图像中最近的边界线的距离，这个距离可以是正的、负的或者是零，以此表达像素点是在形状的内部、外部还是正好在边界...
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