[教育]计算机图形学基础课件chap9.ppt

* 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 1999年7月07/16/96 * *## * 第九章 消隐 基本概念 深度缓存器算法 区间扫描线算法 深度排序算法 区域细分算法 光线投射算法 BSP树算法 多边形区域排序算法 OpenGL中的消隐 * 基本概念 物体的消隐或隐藏线面的消除：在给定视点和视线方向后，决定场景中哪些物体的表面是可见的，哪些是被遮挡不可见的。 长方体线框投影图的二义性 * 基本概念 消隐算法按实现方式分类 图像空间消隐算法以屏幕像素为采样单位，确定投影于每一像素的可见景物表面区域，并将其颜色作为该像素的显示颜色。如深度缓冲器算法、A缓冲器算法、区间扫描线算法等。 * 基本概念 景物空间消隐算法直接在景物空间（观察坐标系）中确定视点不可见的表面区域，并将它们表达成同原表面一致的数据结构。如BSP算法、多边形区域排序算法等。 介于二者之间的算法，如深度排序算法、区域细分算法、光线投射算法等。? * 基本概念 基本的原则 排序：各景物表面按照距离视点远近排序的结果，用于确定消隐对象之间的遮挡关系。 连贯性：连贯性是指所考察的物体或视区内的图像局部保持不变的一种性质，用于提高排序效率。 * 9.1 深度缓存器算法（ Z-buffer） 基本原理 帧缓存：保存各点的颜色。 Z缓存：保存屏幕坐标系上各象素点所对应的深度值。 * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 图9.1 深度缓存器算法的原理 * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 算法步骤 初始化：把Z缓存中各(x,y)单元置为z的最小值，而帧缓存各(x,y)单元置为背景色。 在把物体表面相应的多边形扫描转换成帧缓存中的信息时，对于多边形内的每一采样点(x,y)进行处理： * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 计算采样点(x,y)的深度z(x,y)； 如z(x,y)大于Z缓存中在(x,y)处的值，则把z(x,y)存入Z缓存中的(x,y)处，再把多边形在z(x,y)处的颜色值存入帧缓存的(x,y)地址中。 * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 如何计算采样点(x,y)的深度z(x,y)。 假定多边形的平面方程为：Ax+By+Cz+D=0。 * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 图9.2 利用扫描线的连贯性加速深度的计算 * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 扫描线上所有后继点的深度值： 当处理下一条扫描线y=y-1时，该扫描线上与多边形相交的最左边（x最小）交点的x值可以利用上一条扫描线上的最左边的x值计算： * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 扫描线深度缓存器算法 * 深度缓存器算法（ Z-buffer） 优点 多边形不用排序 方法简单，与对象复杂程度无关简单 在象素级上以近物取代远物，有利于硬件实现 缺点 占用太多的存储单元 在实现反走样、透明和半透明等效果方面有困难 * 9.2 区间扫描线算法 避免对被遮挡区域的采样是进一步提高扫描线算法计算效率的关键。 图9.3 区间扫描线算法原理 * 区间扫描线算法 算法 三张表：边表、多边形表、有效边表。 分割子区间，确定子区间上的唯一可见面。 图9.4 扫描线子区间 * 区间扫描线算法 特殊情形 贯穿情形：为了使算法能处理互相贯穿的多边形，扫描线上的分割点不仅应包含各多边形的边与扫描线的