计算机图形学教学课件 第7章.ppt

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1、第7章消隐7.1基本概念7.1.1消隐的定义如果要使一幅图有较强的立体感，必须在视点确定之后，将对象的隐藏线（面）消去，这一过程称为消隐；执行这一功能的算法，称为消隐算法。经过消隐得到的图形称为物体的消隐图形。7.1.2消隐的分类从消隐的对象，或者从应用的角度来分类：（1）线消隐（2）面消隐从消隐的空间来分类：（1）物体空间的消隐（2）图像空间的消隐7.1.3消隐算法的基本原则1．排序2．连贯性物体连贯性面（边）连贯性扫描线连贯性深度连贯性7.2画家算法7.2.1算法的基本思想基本思想：（1）先把屏

2、幕置成背景色；（2）将物体的各个面按其距观察点的远近进行排序，结果放在一张深度优先级表中；（深度优先级表是一个线性表，距观察点远的多边形优先级低，将之放在表头；距观察点近的多边形优先级高，将之放在表尾。）（3）按照从表头到表尾（从远到近）的顺序逐个取出多边形，投影到屏幕上并显示。7.2.2深度优先级表的建立当两个多边形P和Q交叉在一起时，要进行对多边形的排序。假设多边形的z范围是平面z=zmin和z=zmax之间的区域，所以，zmin是所有多边形顶点的最小z值，zmax是所有多边形顶点的最大z值。与

3、此类似定义多边形的x和y范围，则将x、y和z范围的交集称为多边形的范围或包围盒。在投影坐标系XYZ中，投影方向是Z轴的负方向，因此z值大者离观察点更近。记zmin(P)、zmax(P)分别为多边形P的各个顶点z坐标的最小值与最大值，排序算法如下：第一步：将场景中所有多边形存入一个线性表（数组或链表）中，记为L；第二步：如果L中仅有一个多边形，算法结束；否则，根据每个多边形的zmin对它们预排序。不妨假定多边形P落在表首，即zmin(P)为最小。再记Q为L–{P}（表中其余多边形）中任意一个；第三步：

4、判别P，Q之间的关系，有如下二种：（1）如果对所有的Q，有zmax(P)zmin(Q)，则需进一步判别：①若P、Q的投影P’、Q’的包围盒不相交，则P、Q在表中的次序不重要，令L=L–{P}，返回第二步；否则进行下一步。②若P的所有顶点位于Q所在平面的不可见的一侧，则当前的P、Q关系正确，令L=L–{P}，返回第二步；否则进行下一步。③若Q的所有顶点位于

5、P所在平面的可见的一侧，则当前的P、Q关系正确，令L=L–{P},返回第二步；否则进行下一步。④对P、Q的投影P’、Q’求交，若P’、Q’不相交，则P、Q在表中的次序不重要，令L=L–{P}，返回第二步；否则，在它们所相交的区域中任取一点，计算P、Q在该点的深度值，如果P的深度小，则P、Q关系正确，令L=L–{P}，返回第二步；否则，交换P、Q，返回第三步。7.3Z缓冲区(Z-Buffer)算法7.3.1算法的基本思想基本思想：先将FB（帧缓冲区，用于存贮各像素点的颜色和亮度值）中全部存放背景色，Z

6、B（深度缓冲区，用于存贮对应于该像素点的z座标值）中所有单元的初始值置为最小值。在把显示对象的每个面上每一点的属性（颜色或灰度）值填入帧缓冲区相应单元前，要把这点的z坐标值和ZB中相应单元的值进行比较，检查当前多边形的深度值是否大于该像素原来的深度值。如果大于，说明当前多边形更靠近观察点，用它的颜色替换像素原来的颜色，同时ZB中相应单元的值也要改成这点的z坐标值；否则，说明在当前像素处，当前多边形被前面所绘制的多边形遮挡了，是不可见的，像素的颜色值不改变。对显示对象的每个面上的每个点都做了上述处理后

7、，便可得到消除了隐藏面的图。7.3.2算法的描述{for(x<0;xZB(x,y)){用z(x,y)替换ZB(x,y)的值;用多边形在(x,y)处的颜色值替换FB(x,y)的值；}}}}7.4扫描线Z缓冲区算法7.4.1算法的基本思想

8、基本思想：依顺序处理每一条扫描线，在处理当前扫描线时，设计一个一维数组作为当前扫描线的深度缓冲区（ZB）。首先找出扫描线与投影到屏幕上的所有多边形的相交区间，对每一个相交区间上的各像素利用连贯性计算其深度z值，并与ZB中的值比较，以决定各区间点的像素颜色，并将之写入帧缓冲区（FB）。7.4.2算法的描述{ y=yi；for(x<0;x