Удаление невидимых линий и поверхностей

Задача удаления невидимых линий и поверхностей(УНЛиП) перекрывающихся объектов является одной из наиболее сложных в компьютерной графике.

Алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей определяют ребра, поверхности или объемы, которые невидимы для наблюдателя, находящегося в заданной точке пространства.

Необходимость удаления невидимых линий проиллюстрирована рис., на котором приведен каркасный чертеж куба. Каркасный чертеж представляет трехмерный объект в виде штрихового изображения его ребер. Этот чертеж можно проинтерпретировать по-разному: как вид куба сверху, слева или снизу. Удаление тех ребер и граней, которые невидимы из соответствующей точки наблюдения, позволяет избавиться от неоднозначности.

Все алгоритмы УНЛиП включают в себя сортировку.

· Главная сортировка ведется по геометрическому расстоянию от объекта сцены до точки наблюдения. Основная идея, положенная в основу сортировки по расстоянию, заключается в том, что чем дальше расположен объект от точки наблюдения, тем больше вероятность, что он будет полностью или частично заслонен более близкими к точке наблюдения, т.е. всем объектам сцены присваиваются приоритеты по глубине.

· Далее проводится сортировка по горизонтали и по вертикали, чтобы выяснить, будет ли действительно рассматриваемый объект заслонен более близким к точке наблюдения.

Эффективность алгоритма УНЛиП таким образом зависит от эффективности процесса сортировки.

Для повышения эффективности сортировки используется когерентность сцены (тенденция неизменяемости сцены в малом).

Алгоритмы УНЛиП классифицируют по способу выбора системы координат или пространства, в котором они работают.

· Алгоритмы, работающие в объектном пространстве.

· Алгоритмы, работающие в пространстве изображений.

Алгоритмы, работающие в объектном пространстве, используют систему координат, в которой описаны объекты (МСК). При этом получаются точные результаты, ограниченные лишь точностью вычислений. Полученные изображения можно увеличивать в несколько раз без потери качества.

Алгоритмы, работающие в пространстве изображений, имеют дело с системой координат устройства(экрана), на котором визуализируются объекты. При этом точность вычислений ограничена разрешающей способностью экрана(600х480, 800х600 и 1024х768). Результаты, полученные в пространстве изображений, а затем увеличенные в несколько раз, не будут соответствовать исходной сцене(например, могут не совпасть концы отрезков).

Алгоритмы, формирующие список приоритетов(сортировка по глубине), работают как в ОП, так и в ПИ.

Дата добавления: 2015-08-10