4.1mooc-消隐算法简介和分类

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1、计算机图形学第二章：光栅图形学算法光栅图形学算法的研究内容直线段的扫描转换算法多边形的扫描转换与区域填充算法直线裁剪算法反走样算法消隐算法主要讲述的内容：消隐的分类，如何消除隐藏线、隐藏面，主要介绍以下几个算法：Z缓冲区(Z-Buffer)算法扫描线Z-buffer算法区域子分割算法一、消隐当我们观察空间任何一个不透明的物体时，只能看到该物体朝向我们的那些表面，其余的表面由于被物体所遮挡我们看不到如果把可见和不可见的线都画出来，对视觉会造成多义性（a）（b）（c）要消除二义性，就必须在绘制时消除被遮挡的不可见的线

2、或面，习惯上称作消除隐藏线和隐藏面，简称为消隐。要绘制出意义明确的、富有真实感的立体图形，首先必须消去形体中的不可见部分，而只在图形中表现可见部分线框图消隐图真实感图形消隐包括消除“隐藏线”和“隐藏面”两个问题到目前为止，虽然已有数十种算法被提出来了，但是由于物体的形状、大小、相对位置等因素千变万化，因此至今它仍吸引人们作出不懈的努力去探索更好的算法消隐不仅与消隐对象有关，还与观察者的位置有关消隐处理从原理上讲并不复杂，但是消隐处理的具体实现并不那么简单，它要求适当的算法及大量的运算。在60年代，消隐问题曾被认为是计算机图形学中

3、的几大难题之一二、消隐的分类1、按消隐对象分类（1）线消隐消隐对象是物体上的边，消除的是物体上不可见的边（2）面消隐消隐对象是物体上的面，消除的是物体上不可见的面，通常做真实感图形消隐时用面消隐2、按消隐空间分类（1）物体空间的消隐算法以场景中的物体为处理单元。假for（场景中的每一个物体）设场景中有k个物体，将其中一个{将该物体与场景中的其物体与其余k-1个物体逐一比较,它物体进行比较，确定仅显示它可见表面以达到消隐的其表面的可见部分；目的显示该物体表面的可见此类算法通常用于线框图的消隐！部分；}在物体空间里典型的消隐算法有两

4、个：Roberts算法和光线投射法Roberts算法数学处理严谨，计算量甚大。算法要求所有被显示的物体都是凸的，对于凹体要先分割成多个凸体的组合Roberts算法基本步骤：逐个的独立考虑每个物体自身，找出为其自身所遮挡的边和面（自消隐）；将每一物体上留下的边再与其它物体逐个的进行比较，以确定是完全可见还是部分或全部遮挡（两两物体消隐）；确定由于物体之间的相互贯穿等原因，是否要形成新的显示边等，从而使被显示各物体更接近现实光线投射是求光线与场景的交点，该光线就是所谓的视线（如视点与像素连成的线）一条视线与场景中的物体可能有许

5、多交点，求出这些交点后需要排序，在前面的才能被看到。人的眼睛可以一目了然，但计算机做需要大量的运算（2）图像空间的消隐算法以屏幕窗口内的每个像素为处理for（窗口中的每一个像素）单元。确定在每一个像素处，场{确定距视点最近的物体，景中的k个物体哪一个距离观察点以该物体表面的颜色来显最近，从而用它的颜色来显示该示像素；像素}这类算法是消隐算法的主流！因为最后看到的图像是在屏幕上的，所以就拿屏幕作为处理对象。针对屏幕上的像素来进行处理，算法的思想是围绕着屏幕的。对屏幕上每个象素进行判断，决定哪个多边形在该象素可见。