Čo je algoritmus odstraňovania zadnej tváre v počítačovej grafike?

Algoritmus odstraňovania zadnej tváre je metóda používaná v počítačovej grafike na zlepšenie účinnosti vykresľovania vyradením polygónov, ktoré nie sú viditeľné pre diváka. Využíva skutočnosť, že polygóny smerujúce preč od diváka sú zakrytí tými, ktorí smerujú k divákovi, za predpokladu, že neprekrývajú nepriehľadný objekt. Preto nie je potrebné výpočet tieňovania a vykresľovania týchto polygónov smerujúcich zadné polygóny.

Takto to funguje:

1. Definovanie smeru pozorovania: Vytvorí sa vektor smerovania (často jednoducho jednoducho osi z Z v štandardnom súradnicovom systéme). To predstavuje smer, z ktorého sa divák pozerá na scénu.

2. Výpočet normálneho vektora polygónu: Každý polygón v 3D modeli má normálny vektor. Tento vektor je kolmá na povrch mnohouholníka a ukazuje smerom von. Existujú rôzne spôsoby, ako to vypočítať, často zahŕňajú krížový produkt dvoch hrán polygónu.

3. Stanovenie orientácie polygónu: Algoritmus porovnáva smer normálneho vektora polygonu s vektorom smerovania. Zvyčajne sa to robí prostredníctvom bodového produktu:

* bodkovaný produkt> 0: Normálne vektorové body všeobecne smerom k divákovi. Toto je * polygón orientovaný na front *. Malo by sa to vykresliť.

* bodkovaný produkt <0: Normálne vektorové body zvyčajne preč od diváka. Toto je * polygón orientovaný na zadnú stranu. Mal by byť odstránený (utratený).

* bodkovaný produkt ≈ 0: Polygón je rovnobežný so smerom pozorovania. Riešenie tohto prípadu sa môže líšiť; Môže sa vykresliť alebo vyradiť v závislosti od implementácie.

4. Na základe výsledku produktu DOT sú polygóny smerujúce zadné polygóny vyradené. Vytáčovač spracováva iba predné polygóny, čo výrazne znižuje pracovné zaťaženie vykresľovania.

Výhody:

* Vylepšený výkon: Algoritmus významne znižuje počet polygónov, ktoré je potrebné spracovať, čo vedie k rýchlejším časom vykresľovania, najmä v zložitých scénach s mnohými polygónmi.

* Znížená šírka pásma pamäte: Na spracovanie je potrebné preniesť menej údajov na grafickú kartu.

Nevýhody:

* Nesprávne výsledky s nekonvexnými objektmi: Zakrájanie zadnej strany môže priniesť nesprávne výsledky, ak objekt nie je konvexný (t. J. Má konkávne časti). V takýchto prípadoch môžu byť niektoré polygóny smerujúce predné predné polygóny skryté za zadnými orientovanými. V týchto situáciách je potrebný sofistikovanejší algoritmus, ako je Z-buffer, na vyriešenie skrytých povrchových problémov.

* Nevlastníctvy priehľadnosti: Táto metóda nefunguje pre priehľadné objekty, pretože zadné tváre môžu byť stále viditeľné cez priehľadné predné tváre.

* Nevlastníctvy obojstranných polygónov: Niektoré polygóny možno budú musieť byť viditeľné z oboch strán a vyradenie zadnej tváre by nesprávne odstránilo jednu stranu.

Stručne povedané, odstránenie zadnej tváre je jednoduchá a efektívna technika na zlepšenie efektívnosti vykreslenia v počítačovej grafii rýchlym identifikáciou a vyradením neviditeľných polygónov. Je však nevyhnutné porozumieť jeho obmedzeniam a kombinovať ich s inými technikami, ako je napríklad z pufringu, pre úplné a presné vykreslenie v zložitých scénach.

• Predchádzajúca strana: Aký softvér Pixar používa? 
• Ďalšia strana: Pokyny na nastavenie Bearcat BC 145 XL?