《教育学消隐》ppt课件

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1、第10章隐藏面的消除（Hidden-SurfaceRemoval)1第10章隐藏面的消除基本概念提高消隐算法效率的常用方法画家算法Z缓冲器算法扫描线Z缓冲器算法扫描线算法光线投射算法OpenGL相关函数2本章目标消隐的基本概念重点掌握Z缓冲器（Buffer）消隐算法学会使用OpenGL的函数3问题投影变换失去了深度信息，往往导致图形的二义性及失去遮挡关系要消除二义性和保持遮挡关系，就必须在绘制（投影）时消除被遮挡的不可见的线或面，习惯上称作消除隐藏线和隐藏面，简称为消隐失去遮挡关系长方体线框投影图的二义性10.1基本概念4消隐的对象三维物体三维体的表示

2、主要采用边界（多边形）表示消隐结果与观察物体有关，也与视点位置和方向有关线框图消隐图真实感图形10.1基本概念5消隐分类消除隐藏面：确定可见面（消除不可见面）——表面表示物体（本章讨论）消除隐藏线：消除不可见线——线框表示物体长方体线框投影图的二义性失去遮挡关系10.1基本概念6面消隐算法分类投影窗口内的像素为处理单元。——确定最近点for(窗口内的每一个像素){确定距视点最近的物体，以该物体表面的颜色来显示像素}图像空间－image-space10.1基本概念7面消隐算法分类（续）场景中的物体为处理单元。——物体上的面是否最近for(场景中的每一个物

3、体){将其与场景中的其它物体比较，确定其表面的可见部分；显示该物体表面的可见部分；}场景空间－object-space10.1基本概念8第10章隐藏面的消除基本概念提高消隐算法效率的常用方法画家算法Z缓冲器算法扫描线Z缓冲器算法扫描线算法光线投射算法OpenGL相关函数910.2提高消隐算法效率的常用方法主要技术1.利用连贯性相邻物体的属性之间有一定的连贯性，其属性值通常是平缓过渡的，如颜色值、空间位置关系等包括：物体连贯性面的连贯性区域连贯性扫描线连贯性深度连贯性1010.2提高消隐算法效率的常用方法（1）物体连贯性：如果物体A与物体B是完全相互分离

4、的，则在消隐时，只需比较A、B两物体之间的遮挡关系，无须对它们的表面多边形逐一进行测试。例如，若A距视点较B远，则在测试B上的表面的可见性时，无须考虑A的表面（2）面的连贯性：一张面内的各种属性值一般都是缓慢变化的，允许采用增量形式对其进行计算1110.2提高消隐算法效率的常用方法（3）区域连贯性：区域指屏幕上一组相邻的像素，它们通常为同一个可见面所占据，可见性相同。区域连贯性表现在一条扫描线上时，即为扫描线上的每个区间内只有一个面可见（4）扫描线的连贯性：相邻两条扫描线上，可见面的分布情况相似（5）深度连贯性：同一表面上的相邻部分深度是相近的，而占据

5、屏幕上同一区域的不同表面的深度不同。这样在判断表面间的遮挡关系时，只需取其上一点计算出深度值，比较该深度值便能得出结果1210.2提高消隐算法效率的常用方法2.透视投影转换为平行投影消隐在投影前完成物体间的遮挡关系与投影中心相关物体间的遮挡关系与投影方式相关1310.2提高消隐算法效率的常用方法3.包围盒技术定义：一个形体的包围盒指的是包围它的简单形体两个条件包围盒充分紧密包围着形体对其的测试比较简单主要包围盒长方体正方体球1410.2提高消隐算法效率的常用方法作用—避免盲目求交例如：两个空间多边形A、B在投影平面上的投影分别为A’，B’，因为A’、B

6、’的矩形包围盒不相交，则A’、B’不相交，无须进行遮挡测试。如果包围盒相交，需进一步测试。右下图(a)包围盒相交，投影也相交；(b)包围盒相交，投影不相交一般情况下，判断两物体是否遮挡时，前一种情况大量存在，避免了物体间的复杂相交测试。1510.2提高消隐算法效率的常用方法4.背面剔除外法向：规定每个多边形的外法向都是指向物体外部的前向面：若多边形的外法向与投影方向（观察方向）的夹角为钝角，称为前向面后向面：若多边形的外法向与投影方向（观察方向）的夹角为锐角，称为后向面（背面）夹角为180－u投影方向1610.2提高消隐算法效率的常用方法剔除依据：背面

7、总是被前向面所遮挡，从而不可见前向面后向面JEAF、HCBG、JIHGF为后向面CGVABDEFHIJNVnVn1710.2提高消隐算法效率的常用方法5.空间分割技术遮挡判断依据：场景中的物体，它们的投影在投影平面上是否有重叠部分？（是否存在相互遮挡的可能？）对于根本不存在相互遮挡关系的物体，应避免这种不必要的测试原因：物体在场景中分散，有些物体的投影相距甚远，不会存在遮挡关系方法：将投影平面上的窗口分成若干小区域；为每个小区域建立相关物体表，表中物体的投影于该区域有相交部分；则在小区域中判断那个物体可见时，只要对该区域的相关物体表中的物体进行比较18

8、10.2提高消隐算法效率的常用方法6.物体的分层表示表示形式：模型变换中的树形表示方式原理：减