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游戏机制笔记:三角面上的位置与线性灰度插值——12×16直角三角形内的插值(例24)

2026-10-24

三角形内部的一个位置可以由三个顶点的权重表示。权重非负且总和为一时,位置留在三角形内部或边界;用同一组权重混合灰度,就得到一项清楚可复算的线性插值练习。

下面使用一组独立练习数据,说明输入、规则、处理顺序和输出之间的关系。建议先遮住结果自己推演,再逐步对照;如果出现差异,应先定位第一处不同,并检查边界条件,不要只把最后的答案改成一样。

规则和数据

本例使用直角三角形A在原点、B在横轴、C在纵轴,权重用总和为十的整数份表示。灰度只是自定义线性数值,不是经过显示伽马变换后的真实亮度,也不讨论透视或纹理采样。

A(0,0)、B(12,0)、C(0,16) 顶点灰度[25, 20, 50] 权重份数[(5, 1, 4), (2, 3, 5), (1, 2, 7), (4, 3, 3), (6, 2, 2), (8, 1, 1), (3, 1, 6), (0, 5, 5), (6, 4, 0)]

逐步推演

权重份数(5,1,4),合计十份;位置(6/5,32/5),灰度为(5×25+1×20+4×50)÷10=69/2。

权重份数(2,3,5),合计十份;位置(18/5,8),灰度为(2×25+3×20+5×50)÷10=36。

权重份数(1,2,7),合计十份;位置(12/5,56/5),灰度为(1×25+2×20+7×50)÷10=83/2。

权重份数(4,3,3),合计十份;位置(18/5,24/5),灰度为(4×25+3×20+3×50)÷10=31。

权重份数(6,2,2),合计十份;位置(12/5,16/5),灰度为(6×25+2×20+2×50)÷10=29。

权重份数(8,1,1),合计十份;位置(6/5,8/5),灰度为(8×25+1×20+1×50)÷10=27。

权重份数(3,1,6),合计十份;位置(6/5,48/5),灰度为(3×25+1×20+6×50)÷10=79/2。

权重份数(0,5,5),合计十份;位置(6,8),灰度为(0×25+5×20+5×50)÷10=35。

权重份数(6,4,0),合计十份;位置(24/5,0),灰度为(6×25+4×20+0×50)÷10=23。

全部权重非负且总和为一,位置均在三角形内部或边界,灰度位于三个顶点值的范围内。

如何复核与应用

先根据结果坐标恢复B、C权重,再用一减两者之和恢复A权重,应该回到原输入。把灰度写成起点灰度加两条轴上的线性变化,也应得到相同结果,顶点与边界是很好的检查点。

一项权重为零时,位置落在另外两个顶点形成的边上;两项为零时就落在剩下的顶点上。边界不应因小数显示而被误判成外部点,因此本例一直保留精确分数,展示时再决定保留几位。

这是一套明确限定的教学模型,实际作品可能采用其他约定。记录实验时,保留原始输入、每步状态以及规则版本;调整一个条件后重新演算,并检查起点、终点、重复输入和刚好位于边界的情况,才能知道差异来自设计还是计算。