广东工业大学计算机图形学复习大礼包.rar

1.消隐原因：3D→2D后，深度信息丢失，引起图形二义性。 消隐： 要消除二义性，就必须在绘制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。 2.消隐对象：三维物体。 三维体的表示主要有：①边界表示（体、面、环、边、点）； ②CSG表示（体素构造表示法）。 3.消隐结果与（观察物体）有关，也与（视点）有关。 4.消隐的分类 ①按消隐对象分类：线消隐：不可见的边。 面消隐：不可见的面。 ②按实现时所基于的坐标系不同分类： 1、景物空间（object space） 消隐算法 ①直接在（世界坐标系）中确定视点不可见的表面区域 ②将它们表达成同原表面一致的数据结构 ③侧重于景中各物体之间的（几何关系） 2、图像空间（image space）消隐算法 ①在（屏幕坐标系）上，以屏幕像素为采样单位，确定投影于每一像素的可见景物表面区域 ②将其颜色作为该像素的显示光亮度 ③侧重于向屏幕投影后形成的图像 5.多面体隐藏线消除：采取预先①消除自隐藏线、隐藏面；②深度测试；③包围盒测试；减少复杂运算。 ①②在（投影前）进行，③在投影后，投影平面上线段和多边形求交之前进行的。 6.“朝前的面”：当视线与某个多边形内法向量夹角余弦大于0，则称这个多边形为“朝前的面”。 朝前的面是【潜在可见面】 可能完全可见，也可能被其他多边形遮挡成为部分可见，或者完全隐藏。 7.“朝后的面”：当余弦角小于0时，则这个多边形被成为“朝后的面”。 朝后的面是【自隐藏面】 因为物体表面是封闭的。朝后的面总是被朝前的面遮挡，始终是不可见的。 8.“自隐藏线”：两个自隐藏面的交线为“自隐藏线”。 9.在多面体的消隐过程中，无须对“自隐藏面”、“自隐藏线”进行求交、判别，因为它们始终是不可见的。因此只需要对“潜在可见面”的边进行隐藏性判别即可。 10.深度测试两步骤： ①粗略测试；（ Zmax≤Zmin，多边形完全在线段之后，线段完全可见，无需对线段和多边形的遮挡关系进行进一步判断； Zmax>Zmin，线段仍有可能完全位于多边形之前。采用精确测试予以判断。） ②精确测试。（ 从线段两端P1(x1,y1,z1)和P2(x2,y2,z2)各做一条与Z轴平行的直线，与多边形所在平面分别交于M1(x1,y1,z1')和M2(x2,y2,z2')； 若z1'≤z1且z2'≤z2，则多边形不会对线段有任何遮挡，线段完全可见。无需对遮挡关系进行进一步判断； 否则，将线段和多边形投影到投影平面上，进行线段和多边形求交等诸多运算最终确定被多边形隐藏） 11.包围盒测试： 线段或多边形的（包围盒）是包含它们，边平行于投影平面坐标轴的最小矩形。 比较线的包围盒和面的包围盒的四个参数，确定关系。 12.多面体隐藏线消除算法综合（详见P146） ①Hidden_line_removal() { 消除自隐藏面、线，得到潜在可见面、线段集合。 ②对每一个潜在可见多边形 { 用深度测试探查每一条潜在可见线段是否被遮挡； ③将可能被遮挡的线段和多边形进行投影 { 采用包围盒测试探查投影后的线段和多边形关系。 ④最后，对于实际可见线段求出可见区间。 } } } 13.Z缓冲器消隐算法也称“深度缓冲器消隐算法”。 基本思想：①将投影到显示屏上的每一个象素所对应的多边形表面的（深度）进行比较； ②取最靠近视点的表面的属性值作为该像素的属性值 用（Z缓冲区）记录该表面在该像素点的（深度）。 用（帧缓冲区）记录该表面在该像素点的（颜色或亮度值）。 14.Z缓冲器算法优点： ①简单：在象素级上以近物代替远物，易于消除隐藏面，并准确显示复杂曲面之间的交线。 ②：计算量呈线性复杂度：场景中景物表面采样点的数目 ③无需对各景物表面片作深度预排序：景物表面上的可见点可按任意次序写入深度缓冲器和帧缓冲器 ④易于硬件实现：图形工作站上配置由硬件实现的深度缓冲器算法 很多微型机上都装有基于深度缓冲器算法的图形加速卡 15.Z缓冲器算法缺点： ①需要很大的存储空间 象素数目为500×500，深度值采用浮点类型（4字节） 除刷新缓存外，还需500*500*4=1M字节的额外存储空间 ②在实现反走样、处理透明和半透明等效果方面存在困难，并由此会产生巨大的处理时间开销 由于在帧缓冲器内的同一象素点上可见表面的写入顺序是不确定的，所以可能导致画面上的局部错误。（发生在有表面深度相同的情况下）