[农学]第九章：消隐ppt课件

1、第九章：消 隐导 论导 论正确地绘制每个像素按正确的顺序绘制多边形图像空间消隐算法对象空间消隐算法消隐算法深度缓存器算法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法BSP算法多边形区域排序算法深度缓存器算法P xyz基本过程：将点P（x, y, z）投影到像素（x，y）根据P的颜色设置像素（x，y）的颜色问题：多个点P1,P2等投影到同一个像素深度缓存器算法-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帧缓存（颜色）Z 缓存（01 深度）深度缓存器算法初始化：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：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。计算采样点(x,y)的深度z(x,y) ( , )AxByDz x yC

3、利用相关性！利用连贯性加速深度值的计算图9-2 利用扫描线的连贯性加速深度的计算0 xyx+1xyy-1扫描线多边形扫描线上后继点的深度值(1)(1, )( , ) A xByDz xyCAz x yCy不变，x从左向右递增下一条扫描线,min1,min1 yyxxk深度缓存器算法优点：简 单便于硬件实现缺点：占用太多内存在实现反走样、透明、半透明效果困难消隐算法深度缓存器算法区间扫描线算法区间扫描线算法深度排序算法区域细分算法BSP算法光线投射法多边形区域排序算法区间扫描线算法避免对被遮挡区域的采样以提高扫描线算法的计算效率区间扫描线算法图9-3 区间扫描线算法原理0 xy扫描线2A1A2A

4、3B1B2B3B4扫描线1扫描线3C1C2C3C4ABC区间扫描线算法12345xz贯穿情形区间扫描线算法12345xz循环遮挡消隐算法深度缓存器算法区间扫描线算法深度排序算法深度排序算法区域细分算法光线投射法BSP算法多边形区域排序算法深度排序算法和视点相关多边形之间不能：相贯循环遮挡深度排序算法将多边形按深度进行排序：距视点近的优先级高，距视点远的优先级低由优先级低的多边形开始逐个对多边形进行扫描转换画家算法深度排序算法介于景物空间消隐算法和图像空间消隐算法之间的算法：排序：景物空间消隐：图像空间特点：适合用于透明、半透明处理！消隐算法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区

5、域细分算法光线投射法BSP算法多边形区域排序算法区域细分算法考察投影平面上的一块区域如果可以很“容易”地判断覆盖该区域中的哪个或哪些多边形可见，则根据这些多边形处理该区域否则将该区域分成几个更小的区域，然后处理小的区域基本原理基本原理：越小的区域，越“容易”处理！关键点：如何划分更小的区域如何进行“容易”判断？多边形与考察区域之间的关系考察区域考察区域考察区域考察区域直接处理的考察区域（不再细分）所有多边形均是该区域的分离多边形（区域置为背景色）仅存在一个相交多边形、或一个被包含多边形、或围绕多边形（先将区域置为背景色，再将相应多边形颜色填入对应象素点）存在多个相交多边形、围绕多边形或被包含多

6、边形，但其中一个围绕多边形位于其他的前面（可将区域中的所有象素点置为围绕多边形的颜色）消隐算法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法光线投射法BSP算法多边形区域排序算法光线投射法xyz图9-13 光线投射算法投影线投影平面光线投射法通过视点和投影平面（显示屏幕）上的所有像素点作一入射线，形成投影线。将任一投影线与场景中的所有多边形求交。若有交点，则将所有交点按z值的大小进行排序，取出最近交点所属多边形的颜色；若没有交点，则取出背景的颜色。将该射线穿过的象素点置为取出的颜色。光线投射法图像空间与景物空间之间的消隐算法关键问题：加速求交点利用连贯性外接矩形空间分割技术对包

7、含曲面的场景计算效率高消隐算法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法BSPBSP算法算法多边形区域排序算法BSP树消隐算法基本原理：与画家算法类似，优先绘制后面的多边形使用BSP树对场景中的对象进行排序BSP树P1P2P3ABCDP1P2P3ABCDBSP树构建场景的BSP树依据当前视点所在位置，对场景中的每个分割面所生成的两个子空间进行分类前面的标为Front，后面的标为Back遍历BSP树，优先绘制标为Back的区域；BSP树消隐算法适合：场景不变视点变化已有硬件支持消隐算法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法BSP算法多边形区域排序算法多边形区域排序算法多边形排序算法假设：如果场景中多边形P1、P2Pn满足:Pi完全可见或完全不可见；那么如何得到这样的多边形？裁减循环遮挡多边形排序算法将多边形按深度值由小到大排序用前面的可见多边形去切割位于其后的多边形使得最终每一个多边形要么是完全可见的，要么