Презентация на тему Удаление невидимых линий и поверхностей

объектов на картинную плоскость (экран) часто оказывается, что отдельные

части объектов (или даже некоторые объекты сами) оказываются скрытыми от наблюдателя другими объектами сцены

(wireframe)
Сплошное (solid)
В пространстве сцены
На

картинной плоскости

Точные аналитические методы (continuous)
Приближенные методы (point-sampling)

По способу изображения объекта:

По пространству, в котором решается задача

По точности получаемого решения

(или нескольких тел), то для каждой из них можно

определить вектор внешней нормали

A

B

C

D

Нормали к граням А и В смотрят в сторону наблюдателя (наблюдатель находится в положительном полупространстве по отношению к плоскости, проходящей через соответствующую грань). Такие грани называются лицевыми (front-faced).

Для граней C и D нормали направлены от наблюдателя, их называют нелицевыми (back-faced).

тела (или нескольких тел), то ни одна из нелицевых

граней не может быть видна даже частично – любая из них всегда будет закрываться от наблюдателя лицевыми гранями.

При определении видимости все нелицевые грани можно всегда отбрасывать, что сокращает число рассматриваемых граней примерно вдвое (в общем случае количество лицевых граней примерно равно количеству лицевых, т.е. составляет половину от общего числа граней).

Когда вся сцена состоит из одного выпуклого объекта, то все лицевые грани и только они будут видны, причем полностью.

пиксел картинной плоскости выпускается луч (из положения наблюдателя) в

сцену. Далее находится ближайшее пересечение этого луча с объектами сцены – оно и определяет, что именно будет видно в данном пикселе.

цвета, хранящемуся в буфере кадра, сопоставляется еще значение глубины

(расстояние вдоль направления проектирования от картинной плоскости до соответствующей точки пространства).

foreach(p in pixels)
if(p.z < zBuffer[p.x, p.y])
draw( p );
zBuffer[p.x, p.y] = p.z;
}

грани сцены в порядке их приближения к наблюдателю (back-to-front)

и выводит их в этом порядке.

Если сперва вывести объект В, а потом вывести объект А поверх него, то в результате получится корректное изображение (для тех пикселов, которые принадлежат как проекции грани А, так и проекции грани В, последним будет выведено значение, соответствующее грани А, которое и должно быть видно).

Не всегда грани возможно сравнить по координате z

проверим, лежит ли другая грань целиком по одну сторону

относительно этой плоскости.

Например, грань В не может закрывать грань А от наблюдателя, поскольку находится в другом полупространстве относительно плоскости, проходящей через грань А.

мн-ков?
2. Накладываются ли y-габариты мн-ков?
3. P полностью за плоскостью

Q по отношению к наблюдателю?
4. Q полностью перед плоскостью P по отношению к наблюдателю?
5. Пересекаются ли проекции многоугольников на плоскость (x, y)?

π разбивает все грани (объекты) сцены на два непересекающихся

множества в зависимости от того, в каком полупространстве по отношению к данной плоскости они лежат

Тогда ни одна из граней, лежащих в том же полупространстве, что и наблюдатель, не может быть закрыта ни одной из граней из другого полупространства. Таким образом, удалось осуществить частичное упорядочение граней исходя из возможности загораживания друг друга.

Face *face; // Грань объекта
BSPNode *positive;

BSPNode *negative;
…
}

void BSPNode::Draw() {
if(face->Sign(viewer) == 1) {
if(negative) negative->Draw();
face->Draw();
if(positive) positive->Draw();
} else {
if(positive) positive->Draw();
face->Draw();
if(negative) negative->Draw();
}
}

type = {GL_CW|GL_CCW}
void glCullFace(GLenum type);
type =

{GL_FRONT|GL_BACK (по умолчанию)}

glEnable(GL_CULL_FACE); glDisable(GL_CULL_FACE);

x

y

z

A1

A2

A3

A1

A3

A2

e2

e1

e2

e1

z-буфер
glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT|/*…*/);
Включить или выключить сравнение z координат
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glDisable(GL_DEPTH_TEST);
Возможно задать

операцию сравнения

glDepthFunc(GLenum type);
type = {GL_ALWAYS|GL_NEVER|GL_LESS|GL_GREATER|
GL_EQUAL|GL_NOTEQUAL|GL_LEQUAL|GL_GEQUAL}

Возможно включить или выключить запись в z-буфер

glDepthMask(TRUE); или glDepthMask(FALSE);

GL_TRIANGLE_STRIP: 3n vs. 2+n
GL_QUAD_STRIP: 4n vs. 2+2n
1
0
3
2
5
4
6
7