19. Метод z-буфера
Основывается на использовании дополнительного массива, буфера в памяти, в котором сохраняются координаты точек Z для каждого пиксела растра. Координата Z соответствует расстоянию точек пространственных объектов до плоскости проецирования. Например, она может быть экранной координатой Z в системе экранных координат (X, Y, Z), если ось Z перпендикулярна плоскости экрана.
Рассмотрим алгоритм рисования объектов по этому методу.
Пусть чем ближе точка в пространстве к плоскости проецирования, тем больше значение Z:
● сначала Z-буфер заполняется минимальными значениями;
● затем начинается вывод всех объектов, причем порядок вывода объектов не имеет значения – для каждого объекта выводятся все его пикселы в любом порядке;
● во время вывода каждого пиксела по его координатам (X, Y) находится текущее значение Z в Z-буфере;
● если рисуемый пиксел имеет большее значение Z, чем значение в Z-буфере, то, следовательно, эта точка ближе к наблюдателю. В этом случае пиксел действительно рисуется, а его Z-координата записывается в Z-буфер.
Таким образом, после рисования всех пикселов всех объектов растровое изображение будет состоять из пикселов, которые соответствуют точкам объектов с самыми большими значениями координат Z, т.е. видимые точки ближе всех к зрителю.
Этот метод прост и эффективен благодаря тому, что не требует сортировки объектов или их точек. При рисовании объектов, которые описываются многогранниками или полигональными сетками, манипуляции со значениями Z-буфера легко совместить с выводом пикселов заполнения полигонов плоских граней.
В настоящее время метод Z-буфера используется во многих графических 3d-акселераторах, которые аппаратно реализуют этот метод. Оптимально, если акселератор имеет собственную память для Z-буфера, доступ к которой осуществляется быстрее, чем к оперативной памяти компьютера. Возможности аппаратной реализации используются разработчиками и пользователями компьютерной анимации, позволяя достичь большой скорости прорисовки кадров.
20. Алгоритмы построчного сканирования
Оперируют в пространстве изображения.
Алгоритм построчного сканирования с z-буфером.
Объем памяти для строки буфера кадра 1х1024х3Б для z-буфера 1х1024х20/zбит.
И
нициализация:фон для текущей обрабатываемой строки
буфера иz min
( -)
для строкиz-буфера.
Определяется пересечение строк с
проекцией наxyс каждого
многоугольника,т.е. возникает пара
пересечений.
Д
ля
каждого пикселя между этими пересечениями
(концами пары)
Сравнение с zв буфере.
Если глубина > z-буфера, то точка отрезка видима,занесение в
кадр и корректировка z-буфера в этой позиции.
Для повышения эффективности можно использовать список
активных многоугольников.
2. Интервальный алгоритм построчного сканирования.
x x x
В
случае протыкания многоугольников
друг в друга необходимо вычислять и
точки пересечения
z z
z
x x
bb
d Другой
интервальный метод – разбиение отрезка
пополам
a
c
z
z