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1、2024/8/11图象空间消隐算法：有深度缓冲器算法、A缓冲器算法、区间扫描线算法等。景物(jngw)空间消隐算法：BSP算法、多边形区域排序算法。介于二者之间：深度排序算法、区域细分算法、光线投射算法等。两个基本原则：排序、连贯性选择z轴的负向为观察方向第第2页页/共共25页页第1页/共25页第一页，共26页。2024/8/129.1深度深度(shnd)缓存器算法（缓存器算法（Z-buffer算法）算法）Z-buffer算法(sunf)的原理：例如：第第3页页/共共25页页第2页/共25页第二页，共26页。2024/8/13两块缓冲区：Z缓 存 ： 保 存 屏 幕 坐 标 系 上 各 象 素
2、 点 所 对 应(duyng)的深度值帧缓存：保存各点的颜色。第第4页页/共共25页页第3页/共25页第三页，共26页。2024/8/14Z-buffer算法的步骤如下：1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。2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：(1)计算(jsun)采样点(x,y)的深度z(x,y)；(2)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。第第5页页/共共25页页第
3、4页/共25页第四页，共26页。2024/8/15问题：计算采样点(x,y)的深度z(x,y)。假 定 多 边 形 的 平 面 (pngmin)方 程 为 ：Ax+By+Cz+D=0。第第6页页/共共25页页第5页/共25页第五页，共26页。2024/8/16利用连贯性加速深度(shnd)的计算：第第7页页/共共25页页第6页/共25页第六页，共26页。2024/8/17扫描线上所有(suyu)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(lyng)上一条扫描线上的最左边的x值计算：第第8页页/共共25页页第7页/共25页第七页，共
4、26页。2024/8/18扫描线深度(shnd)缓存器算法（扫描线Z-buffer算法）特点分析：A缓冲器算法第第9页页/共共25页页第8页/共25页第八页，共26页。2024/8/199.2区间区间(qjin)扫描线算法扫描线算法算法原理：避免(bmin)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第第10页页/共共25页页第9页/共25页第九页，共26页。2024/8/110算法：三张(snzhn)表：边表、多边形表、有效边表。算法的关键：分割子区间，确定子区间上的唯一可见面。特殊情形：贯穿情形、循环遮挡情形。第第11页页/共共25页页第10页/共25页第十页，共26页。2024
5、/8/111贯穿情形(qngxing)：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交点，而且应包含这些贯穿边界与扫描线的交点第第12页页/共共25页页第11页/共25页第十一页，共26页。2024/8/112循环遮挡：将多边形进行划分(hufn)以消除循环遮挡第第13页页/共共25页页第12页/共25页第十二页，共26页。2024/8/113例如(lr)：第第14页页/共共25页页第13页/共25页第十三页，共26页。2024/8/1149.3深深度度排排序序(pix)算算法法（画画家家算法）算法）算法原理：若场景中任何多边形在深度上均不贯穿或循环遮挡，
6、则各多边形的优先级顺序可完全确定(qudng)。深度排序算法：1.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。2.由优先级低的多边形开始逐个对多边形进行扫描转换。其中的关键是将多边形按深度进行排序。第第15页页/共共25页页第14页/共25页第十四页，共26页。2024/8/115第第16页页/共共25页页第15页/共25页第十五页，共26页。2024/8/116第第17页页/共共25页页第16页/共25页第十六页，共26页。2024/8/1179.4区域区域(qy)细分算法细分算法算法原理一种(yzhn)简单的细分方式是将区域分割为四块大小相等的矩形第第18页页/共共25
7、页页第17页/共25页第十七页，共26页。2024/8/118第第19页页/共共25页页第18页/共25页第十八页，共26页。2024/8/119可见(kjin)性测试自适应(shyng)细分第第20页页/共共25页页第19页/共25页第十九页，共26页。2024/8/1209.5光线光线(gungxin)投射算法投射算法算法(sunf)原理：第第21页页/共共25页页第20页/共25页第二十页，共26页。2024/8/121算法步骤可简单描述如下：1.通过视点和投影平面（显示屏幕(pngm)）上的所有象素点作一入射线，形成投影线。2.将任一投影线与场景中的所有多边形求交。3.若有交点，则将所
8、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。4.将该射线穿过的象素点置为取出的颜色。第第22页页/共共25页页第21页/共25页第二十一页，共26页。2024/8/1229.6BSP树算法树算法(sunf)算法(sunf)原理实例说明第第23页页/共共25页页第22页/共25页第二十二页，共26页。2024/8/1239.7多边形区域排序多边形区域排序(pix)算法算法算法思想：将多边形按深度(shnd)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，要么是完全不可见的。第第24页页/共共25页页第23
9、页/共25页第二十三页，共26页。2024/8/124习题习题(xt)第第25页页/共共25页页第24页/共25页第二十四页，共26页。2024/8/1华中理工大学计算机学院(xuyun)陆枫99-725感谢您的观赏(gunshng)！第25页/共25页第二十五页，共26页。内容(nirng)总结2021/11/9。三张表：边表、多边形表、有效边表。算法的关键：分割子区间，确定子区间上的唯一可见面。特殊情形：贯穿情形、循环遮挡情形。算法原理：若场景中任何多边形在深度上均不贯穿或循环遮挡，则各多边形的优先级顺序可完全确定。1.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。2.由优先级低的多边形开始逐个对多边形进行扫描转换。一种简单的细分方式(fngsh)是将区域分割为四块大小相等的矩形。感谢您的观赏第二十六页，共26页。
