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《绘制大规模场景的可见性计算技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、计算机辅助设计与图形学学报JOURNALOFCOMPUTER2AIDEDDESIGN&COMPUTERGRAPHICSVol118,No12Feb1,2006第18卷第2期2006年2月绘制大规模场景的可见性计算技术1)1,3)1,2)王文成魏峰吴恩华1)(中国科学院软件研究所计算机科学重点实验室北京100080)2)(澳门大学科学技术学院电脑及资讯科学系澳门)3)(中国科学院研究生院北京100039)(whn@ios1ac1cn)摘要高效的可见性计算可大量节省关于场景中不可见部分的计算1较系统地介绍了各种可见性计算技术1首先讨论可见性计算的基础方法;然
2、后讨论可见性计算的高效实现和运用方法,以及一些能很好地提高绘制效率的可见性计算系统1关键词可见性;加速;遮挡剔除;大规模场景;综述中图法分类号TP391VisibilityDeterminationforRenderingLargeScaleScenesWangWencheng1)WeiFeng1,3)WuEnhua1,2)1)(KeyLaboratoryofComputerScience,InstituteofSoftware,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080)2)(DepartmentofComputera
3、ndInformationScience,FacultyofScienceandTechnology,UniversityofMacau,Macao)3)(GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039)Efficientvisibilitydeterminationcangreatlysavecomputationontheinvisibleparts1VariousAbstractvisibilitydeterminationmethodsaresystematicallyintr
4、oduced1Inadditiontobasicmethods,theefficienttechniquesandsystemsforfulfillingvisibilitydeterminationanddevelopingitsapplicationsaresurveyed1Keywordsvisibility;acceleration;occlusionculling;largescalescenes;survey所以高效的可见性计算可以极大地提高大规模场景的成像速度1当前,场景物体大都由几何面片来模拟表达,一个几何面片就是一个平面多边形1本文主要
5、讨论面片模拟的场景的可见性计算,而对于非面片模拟的场景,如点云模型,其可见性计算可类似地进行1若一个物体或其面片是可见的,它必须满足以下3个条件:在成像的视域内、面对视点的、没有被其他离视点更近的面片所遮挡1相应地,可见性计算的3类方法是:剔除在视域外的面片、剔除背离视点的面片、剔除被遮挡的面片1这样,剩下的面片就是可见的1不失一般性,如图1中的2D例子所示,从视点发出的2条粗线L1和L2所限定的阴影区域引言0可见性计算是计算机图形学中的一个基本问题,即计算场景中相对于视点可见的部分1这样,成像时只对可见的部分进行绘制,可节省大量的关于不可见部分的光栅化
6、和光照等费时的计算,很好地提高成像速度而不影响成像质量1自从计算机图形学诞生以来,可见性计算就是其研究的重要问题之一,特别是随着图形学的发展,所要处理的场景越来越庞大,关于可见性计算的研究得到了越来越多的重视1因为构成大规模场景的几何面片中,每次成像的可见面片只占很少一部分,通常在10%左右122,收稿日期:2004-12-10;修回日期:2005-03-01基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(2002CB312102);国家自然科学基金(60373051);ResearchGrantofUniversityofMacau代表视域范围1由于物体Ob1
7、在视域外,因此它的面片不可见;物体Ob2和Ob3中虚线所表示的面片是背离视点的,这些面片也不可见;而物体Ob4的面片被其他面片所遮挡,它们也是不可见的1因此,经过可见性计算后,只有物体Ob2和Ob3中实线所表示的面片是可见的1遮挡关系1下面各节将主要讨论这些方法,这也是关于大规模场景的可见性计算的重点研究内容1根据可见性计算时是否要精确计算不同面片之间的遮挡关系,我们将分别讨论精确计算的方法和非精确计算方法1非精确计算方法将分为基于图像处理和基于空间处理2类方法进行讨论,当然两者在实际应用中是经常相结合使用的;而对于基于空间处理的方法,将进一步分为是相对
8、于单个视点进行的还是相对于一个视点活动区域进行的11精确计算的方法在计算相对于视
