[農(nóng)學(xué)]第九章：消隱ppt課件

1、第九章：消 隱導(dǎo) 論導(dǎo) 論正確地繪制每個(gè)像素按正確的順序繪制多邊形圖像空間消隱算法對(duì)象空間消隱算法消隱算法深度緩存器算法深度緩存器算法區(qū)間掃描線算法深度排序算法區(qū)域細(xì)分算法光線投射法BSP算法多邊形區(qū)域排序算法深度緩存器算法P xyz基本過(guò)程：將點(diǎn)P（x, y, z）投影到像素（x，y）根據(jù)P的顏色設(shè)置像素（x，y）的顏色問(wèn)題：多個(gè)點(diǎn)P1,P2等投影到同一個(gè)像素深度緩存器算法-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1 0.0 -1-1-1-1-1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -1-1-1-1-1 0.0 -1-1-1-1-1-1-1 0.0 -1-1-1-1-1 0.2 0.2

2、0.2 0.2 0.2 -1-1-1-1-1 0.0 -1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1幀緩存（顏色）Z 緩存（01 深度）深度緩存器算法初始化：把Z緩存中各(x,y)單元置為z的最小值，而幀緩存各(x,y)單元置為背景色。在把物體表面相應(yīng)的多邊形掃描轉(zhuǎn)換成幀緩存中的信息時(shí)，對(duì)于多邊形內(nèi)的每一采樣點(diǎn)(x,y)進(jìn)行處理：計(jì)算采樣點(diǎn)(x,y)的深度z(x,y)；如z(x,y)大于Z緩存中在(x,y)處的值，則把z(x,y)存入Z緩存中的(x,y)處，再把多邊形在z(x,y)處的顏色值存入幀緩存的(x,y)地址中。計(jì)算采樣點(diǎn)(x,y)的深度z(x,y) ( , )AxByDz x yC

3、利用相關(guān)性！利用連貫性加速深度值的計(jì)算圖9-2 利用掃描線的連貫性加速深度的計(jì)算0 xyx+1xyy-1掃描線多邊形掃描線上后繼點(diǎn)的深度值(1)(1, )( , ) A xByDz xyCAz x yCy不變，x從左向右遞增下一條掃描線,min1,min1 yyxxk深度緩存器算法優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn) 單便于硬件實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)：占用太多內(nèi)存在實(shí)現(xiàn)反走樣、透明、半透明效果困難消隱算法深度緩存器算法區(qū)間掃描線算法區(qū)間掃描線算法深度排序算法區(qū)域細(xì)分算法BSP算法光線投射法多邊形區(qū)域排序算法區(qū)間掃描線算法避免對(duì)被遮擋區(qū)域的采樣以提高掃描線算法的計(jì)算效率區(qū)間掃描線算法圖9-3 區(qū)間掃描線算法原理0 xy掃描線2A1A2A

4、3B1B2B3B4掃描線1掃描線3C1C2C3C4ABC區(qū)間掃描線算法12345xz貫穿情形區(qū)間掃描線算法12345xz循環(huán)遮擋消隱算法深度緩存器算法區(qū)間掃描線算法深度排序算法深度排序算法區(qū)域細(xì)分算法光線投射法BSP算法多邊形區(qū)域排序算法深度排序算法和視點(diǎn)相關(guān)多邊形之間不能：相貫循環(huán)遮擋深度排序算法將多邊形按深度進(jìn)行排序：距視點(diǎn)近的優(yōu)先級(jí)高，距視點(diǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)先級(jí)低由優(yōu)先級(jí)低的多邊形開(kāi)始逐個(gè)對(duì)多邊形進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換畫(huà)家算法深度排序算法介于景物空間消隱算法和圖像空間消隱算法之間的算法：排序：景物空間消隱：圖像空間特點(diǎn)：適合用于透明、半透明處理！消隱算法深度緩存器算法區(qū)間掃描線算法深度排序算法區(qū)域細(xì)分算法區(qū)

5、域細(xì)分算法光線投射法BSP算法多邊形區(qū)域排序算法區(qū)域細(xì)分算法考察投影平面上的一塊區(qū)域如果可以很“容易”地判斷覆蓋該區(qū)域中的哪個(gè)或哪些多邊形可見(jiàn)，則根據(jù)這些多邊形處理該區(qū)域否則將該區(qū)域分成幾個(gè)更小的區(qū)域，然后處理小的區(qū)域基本原理基本原理：越小的區(qū)域，越“容易”處理！關(guān)鍵點(diǎn)：如何劃分更小的區(qū)域如何進(jìn)行“容易”判斷？多邊形與考察區(qū)域之間的關(guān)系考察區(qū)域考察區(qū)域考察區(qū)域考察區(qū)域直接處理的考察區(qū)域（不再細(xì)分）所有多邊形均是該區(qū)域的分離多邊形（區(qū)域置為背景色）僅存在一個(gè)相交多邊形、或一個(gè)被包含多邊形、或圍繞多邊形（先將區(qū)域置為背景色，再將相應(yīng)多邊形顏色填入對(duì)應(yīng)象素點(diǎn)）存在多個(gè)相交多邊形、圍繞多邊形或被包含多

6、邊形，但其中一個(gè)圍繞多邊形位于其他的前面（可將區(qū)域中的所有象素點(diǎn)置為圍繞多邊形的顏色）消隱算法深度緩存器算法區(qū)間掃描線算法深度排序算法區(qū)域細(xì)分算法光線投射法光線投射法BSP算法多邊形區(qū)域排序算法光線投射法xyz圖9-13 光線投射算法投影線投影平面光線投射法通過(guò)視點(diǎn)和投影平面（顯示屏幕）上的所有像素點(diǎn)作一入射線，形成投影線。將任一投影線與場(chǎng)景中的所有多邊形求交。若有交點(diǎn)，則將所有交點(diǎn)按z值的大小進(jìn)行排序，取出最近交點(diǎn)所屬多邊形的顏色；若沒(méi)有交點(diǎn)，則取出背景的顏色。將該射線穿過(guò)的象素點(diǎn)置為取出的顏色。光線投射法圖像空間與景物空間之間的消隱算法關(guān)鍵問(wèn)題：加速求交點(diǎn)利用連貫性外接矩形空間分割技術(shù)對(duì)包

7、含曲面的場(chǎng)景計(jì)算效率高消隱算法深度緩存器算法區(qū)間掃描線算法深度排序算法區(qū)域細(xì)分算法光線投射法BSPBSP算法算法多邊形區(qū)域排序算法BSP樹(shù)消隱算法基本原理：與畫(huà)家算法類(lèi)似，優(yōu)先繪制后面的多邊形使用BSP樹(shù)對(duì)場(chǎng)景中的對(duì)象進(jìn)行排序BSP樹(shù)P1P2P3ABCDP1P2P3ABCDBSP樹(shù)構(gòu)建場(chǎng)景的BSP樹(shù)依據(jù)當(dāng)前視點(diǎn)所在位置，對(duì)場(chǎng)景中的每個(gè)分割面所生成的兩個(gè)子空間進(jìn)行分類(lèi)前面的標(biāo)為Front，后面的標(biāo)為Back遍歷BSP樹(shù)，優(yōu)先繪制標(biāo)為Back的區(qū)域；BSP樹(shù)消隱算法適合：場(chǎng)景不變視點(diǎn)變化已有硬件支持消隱算法深度緩存器算法區(qū)間掃描線算法深度排序算法區(qū)域細(xì)分算法光線投射法BSP算法多邊形區(qū)域排序算法多邊形區(qū)域排序算法多邊形排序算法假設(shè)：如果場(chǎng)景中多邊形P1、P2Pn滿足:Pi完全可見(jiàn)或完全不可見(jiàn)；那么如何得到這樣的多邊形？裁減循環(huán)遮擋多邊形排序算法將多邊形按深度值由小到大排序用前面的可見(jiàn)多邊形去切割位于其后的多邊形使得最終每一個(gè)多邊形要么是完全可見(jiàn)的，要么