计算机图形学第5讲图形消隐.ppt

计算机图形学第5讲图形消隐 本讲主要介绍了计算机图形学中图形消隐的概念、基本概念、消隐分类、消除隐藏线和面、提高消隐算法效率的常用方法等内容。 基本概念 在计算机图形学中，图形消隐是指在三维空间中，物体之间的遮挡关系的处理过程。消隐的对象是三维物体，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。 消隐分类 消隐可以分为两类：消除隐藏线（Hidden Line Removal）和消除隐藏面（Hidden Surface Removal）。消除隐藏线是指消除不可见线，主要用于线框图和消隐图的生成。消除隐藏面是指确定可见面，主要用于真实感图形的生成。 世界坐标系和观察坐标系 在计算机图形学中，世界坐标系是用户用来定义图形的坐标系，主要用于计算机图形场景中所有图形对象的空间定位和定义。观察坐标系可以在世界坐标系的任何位置、任何方向定义，通常以视点的位置为原点，通过用户指定的一个向上的观察向量来定义整个坐标系统。 将世界坐标系中的三个坐标轴转换为与观察坐标系的三个坐标轴对应重合的逆变换，通过平移变换和旋转变换来实现。 消除隐藏线 消除隐藏线是指消除不可见线，主要用于线框图和消隐图的生成。消除隐藏线可以通过平面对直线段的遮挡判断算法来实现。该算法的思路是：先做简单判断，将计算量较大的判断留到后面做。 消除隐藏线算法的步骤如下： 1. 若线段的两端点及视点在给定平面的同侧，线段不被给定平面遮挡。 2. 若线段的投影与平面投影的包围盒无交，线段不被给定平面遮挡。 3. 求直线与相应无穷平面的交。 4. 求所剩线段的投影与平面边界投影的所有交点。 5. 以上所求得的各交点将线段的投影分成若干段，求出第一段中点。 6. 若第一段中点在平面的投影内，则相应的段被遮挡，否则不被遮挡。 消除隐藏面 消除隐藏面是指确定可见面，主要用于真实感图形的生成。消除隐藏面可以通过面消隐算法来实现。面消隐算法可以分为投影窗口内的像素为处理单元和场景中的物体为处理单元两类。 提高消隐算法效率的常用方法 提高消隐算法效率的常用方法包括： 1. 分治策略 2. 简单的剔除求每条边上的遮挡 3. 投影窗口内的像素为处理单元 4. 场景中的物体为处理单元 计算机图形学中的图形消隐是指在三维空间中，物体之间的遮挡关系的处理过程。消隐是图形学中一个重要的概念，广泛应用于计算机辅助设计、计算机辅助制造、虚拟现实、计算机动画等领域。