真实感图形显示说课讲解.ppt
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1、真实感图形显示6.2 6.2 消除隐藏线消除隐藏线 (1 1)表面朝向:表面朝向:(2 2)表面模型表面模型 凸多面体面表中的每一个面可以任取三个顶点凸多面体面表中的每一个面可以任取三个顶点(不共线),(不共线),来定义,根据平面方程的计算公式,来定义,根据平面方程的计算公式,从而得到该三点所在的多边形表面的平面方程。从而得到该三点所在的多边形表面的平面方程。因此,若因此,若A0A0则表示则表示X X方向(方向(1,0,0,01,0,0,0)与多面体)与多面体在平面的同一侧,假定在平面的同一侧,假定X X轴指向观察者,于是可以知轴指向观察者,于是可以知道,该三点所定义的面(即该三点所在的多边形
2、表面)道,该三点所定义的面(即该三点所在的多边形表面)是朝后面的;反之,若是朝后面的;反之,若A0Azt,则,则Pt是可见的(假是可见的(假定视点位于定视点位于-z无穷远处);若无穷远处);若zpzt,则点,则点Pt被多边形遮蔽,因此被多边形遮蔽,因此是不可见的。是不可见的。D D 优先度检验优先度检验 如果如果z0max小于小于z1min,如图,如图6-12 a)所示,则)所示,则f0的优的优先度高于先度高于f1的优先度的优先度。6.3 6.3 消除隐藏面消除隐藏面 对平面立方体,由于平面立方体的的表面是对平面立方体,由于平面立方体的的表面是平面,其隐藏面的消除,根据前面表面朝向判别,平面,
3、其隐藏面的消除,根据前面表面朝向判别,只要逐个对面表中的面进行可见性判断,并加上只要逐个对面表中的面进行可见性判断,并加上可见性标志,然后对可见的表面再进行浓淡处理可见性标志,然后对可见的表面再进行浓淡处理后输出,就可得到消除隐藏面的立体图形。后输出,就可得到消除隐藏面的立体图形。曲面立体在进行消隐处理时,不仅要考虑诸曲面立体在进行消隐处理时,不仅要考虑诸曲面立体之间的遮蔽关系、一个曲面体诸曲面块曲面立体之间的遮蔽关系、一个曲面体诸曲面块之间的遮蔽关系,还要考虑曲面块自身的遮蔽关之间的遮蔽关系,还要考虑曲面块自身的遮蔽关系系。假若物体的表面是曲面或曲面实体,这时我们可假若物体的表面是曲面或曲面
4、实体,这时我们可以采用平面多边形来近似曲面,然后按表面是平以采用平面多边形来近似曲面,然后按表面是平面的处理方法进行处理面的处理方法进行处理。6.3.1 6.3.1 隐藏面消隐算法隐藏面消隐算法 (1)Warnock算法算法 首先将初始的窗口(即平面)分割为四个子窗口,首先将初始的窗口(即平面)分割为四个子窗口,根据多边形与窗口的相对位置不同,可将多边形根据多边形与窗口的相对位置不同,可将多边形分为三种类型(如图分为三种类型(如图6-14):):(2)扫描线相关算法扫描线相关算法 相继地检查屏上的一系列窗口,每个窗口高为一条扫描相继地检查屏上的一系列窗口,每个窗口高为一条扫描线,其宽度与屏宽度
5、相同。自上(下)而下(上)、从线,其宽度与屏宽度相同。自上(下)而下(上)、从左至右地每条扫描线所形成的扫描平面与多边形相交,左至右地每条扫描线所形成的扫描平面与多边形相交,将扫描线分割成一段段取样区间,即相当于将扫描线分割成一段段取样区间,即相当于Warnock算算法中屏幕内的正方形窗口。其数据按从左至右的顺序对法中屏幕内的正方形窗口。其数据按从左至右的顺序对交点进行排序,研究的是光栅扫描平面上线段之间的遮交点进行排序,研究的是光栅扫描平面上线段之间的遮挡关系。挡关系。(3)深度列表排序算法深度列表排序算法 首先对构成多面体所有的面按其最小的首先对构成多面体所有的面按其最小的z坐标进行列表坐
6、标进行列表排序,赋予每个面一个优先级等级,把各面按深度列出排序,赋予每个面一个优先级等级,把各面按深度列出优先级顺序,并按优先级等级将面进行排序。即靠近观优先级顺序,并按优先级等级将面进行排序。即靠近观察点近的面,其优先级较远离观察点的高。然后,从优察点近的面,其优先级较远离观察点的高。然后,从优先级最低的面开始处理显示问题。先级最低的面开始处理显示问题。由于先处理的面由于先处理的面的优先级低于后处理的优先级低于后处理的,因此,当面重叠的,因此,当面重叠时,则优先级高的面时,则优先级高的面将覆盖优先级低的面。将覆盖优先级低的面。(4)深度缓冲器算法深度缓冲器算法 深度缓冲器算法是所有像空间算法
7、中最简单的一种。深度缓冲器算法是所有像空间算法中最简单的一种。对于显示屏上的每个像素,记录下位于此像素内最靠近对于显示屏上的每个像素,记录下位于此像素内最靠近观察点的一个对象的深度,也要记录下用以显示此对象观察点的一个对象的深度,也要记录下用以显示此对象的亮度。假设视区为矩形区域(的亮度。假设视区为矩形区域(xminxxmax,yminyymax,其中,其中xmin,xmax,ymin,ymax均为整数),均为整数),并设置两个数组,即亮度数组并设置两个数组,即亮度数组intensityx,y和深度数组和深度数组depthx,y,深度最大值(最远值)为,深度最大值(最远值)为zmax,每个数组
8、的,每个数组的像素坐标像素坐标x,y为地址索引,为地址索引,z轴代表深度方向。假设要轴代表深度方向。假设要消隐的物体由消隐的物体由n个多边形表面构成,多边形可以是凹的,个多边形表面构成,多边形可以是凹的,物体也不一定要是闭合的物体也不一定要是闭合的。(4)深度缓冲器算法深度缓冲器算法(续续):具体算法具体算法 A 数据初始化:对屏上的全部像素置数据初始化:对屏上的全部像素置depthx,y:=zmax intensityx,y:=背景值背景值B 对对于于场场景景中中的的每每个个多多边边形形,找找出出多多边边形形被被投投影影到到屏屏上上时时,位位于于其其边边界界内内的的全全部部像像素素x,y,并
9、并对对这这些些像像素素进进行行如如下下计计算算:利利用用 平平 面面 方方 程程 求求 出出 多多 边边 形形 在在 x,y处处 的的 深深 度度 为为 zx,y;若若zx,ydepthx,y,则则在在x,y处处已已记记录录的的多多边边形形比比这这个个新新的的多多边形更靠近观察者,因此这时不需进行处理。边形更靠近观察者,因此这时不需进行处理。依次处理完所有多边形,亮度数组依次处理完所有多边形,亮度数组intensityx,y的内容向帧存的内容向帧存储器输出即得到消隐后的立体图。储器输出即得到消隐后的立体图。(5)曲面子分算曲面子分算 曲面子分算法用类似于曲面子分算法用类似于Warnock子分窗
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- 真实感 图形 显示 讲解
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