Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

1 Forelesningsnotater SIF8039/ Grafisk databehandling Notater til forelesninger over: Kapittel 7: ”Implementation of a Renderer” i: Edward Angel: ”Interactive.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "1 Forelesningsnotater SIF8039/ Grafisk databehandling Notater til forelesninger over: Kapittel 7: ”Implementation of a Renderer” i: Edward Angel: ”Interactive."— Utskrift av presentasjonen:

1 1 Forelesningsnotater SIF8039/ Grafisk databehandling Notater til forelesninger over: Kapittel 7: ”Implementation of a Renderer” i: Edward Angel: ”Interactive Computer Graphics” Vårsemesteret 2002 Torbjørn Hallgren Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

2 2 Visualiseringsløypa n Modellering n Geometriske (modellerings-) transformasjoner n Avbildningstransformasjoner n Fargelegging (shading) n Rasterering (rasterkonvertering) Klipping Finne synlige flater

3 3 Visualiseringsløypa Modell i verdens- koordinater Modell i kanoniske betraktnings- koordinater Modell i kamera- koordinater Trans- formasjon Trans- formasjon Trans- formasjon Modell i normaliserte utstyrs- koordinater Bilde i ”framebuffer” Klipping og rasterering Bilde til skjerm

4 4 Rasterering n Linjeklipping n Flateklipping n Klipping i 3D n Finne synlige flater n Rasterering av linjer n Rasterering av flater n Antialiasering n Farger

5 5 Visualiseringsløypa n Realisert ved en ”pipeline”-arkitektur –I maskinvare eller programvare n Hva sendes typisk i ”røret”? –Hjørnekoordinater –Topologisk informasjon (hvilke flater hjørnene definerer) –Normaler –Refleksjonskoeffisienter (for Phong-refleksjon) –Farger (for radiositetsmodellen) –Tilbakesporingsinformasjon (for strålesporing) n Hvor og hvordan utføres: –Klipping –Bestemmelse av hvilke flater som er synlige –Lyssetting –Farge og skyggelegging

6 6 Objektromsmetoder n Behandler objektene i scenen som høyeste nivå (behandler objekt for objekt): –En del av algoritmene for bestemmelse av hvilke flater som er synlige Plasskrevende: Krever tilgang til den komplette modellen, til eventuell z-buffer og til hele bildelageret på samme tid –Radiositetsmetoden

7 7 Bilderomsmetoder n Behandler pikslene som høyeste nivå (behandler bildet piksel for piksel: –En del algoritmer for bestemmelse av hvilke flater som er synlige –Strålesporingsmodellen Tilbakesporing –Rasterering –Kan utnytte koherens gjennom inkrementelle metoder

8 8 Eksempel på koherens n To nabo-scanlinjer:

9 9 Linjeklipping n Lurt å klippe mot det kanoniske betraktningsvolumet for ortografisk projeksjon: n Flater og kanter kan skjære inn i det synlige volumet selv om hjørnene eller endepunktene ligger utenfor

10 10 Linjeklipping

11 11 Linjeklipping X X X X X

12 12 Linjeklipping n Cohen-Sutherlands algoritme for 2D y=y maks x=x min x=x maks y=y min b0b0 b1b1 b2b2 b3b3

13 13 Linjeklipping: n Cohen-Sutherlands algoritme: –Kan brukes på rektangulære klippevinduer (i 2D) –De forlengede kantene til vinduet deler planet i 9 regioner –Tildeler regionene en 4-bits utkastingskode: –Hjørner (endepunkt) får samme kode som regionen de befinner seg i

14 14 Linjeklipping n Cohen-Sutherlands algoritme: u1 = utkastingskoden for første endepunkt (x 1,y 1 ) u2 = utkastingskoden for andre endepunkt (x 2,y 2 ) –Hvis ((u1=0) && (u2=0)): Linjen aksepteres trivielt –Hvis ((u1 &&bitvis u2) != 0) Linjen forkastes trivielt –Ellers er ett eller begge endepunktene utenfor, mens linjen kan skjære gjennom vinduet: Bruk utkastingskoden til å finne en aktuell kant å beregne skjæring mot Forkast linjebiten som ligger utenfor Utfør ny test på restlinjen –Iterer til restlinjen enten er trivielt akseptert eller forkastet

15 15 Linjeklipping n Cohen-Sutherlands algoritme for 2D

16 16 Linjeklipping n Cohen-Sutherlands algoritme –God når sjansen for triviell forkasting er stor n Liang-Barskys algoritme –Har større sjanse for tidlig forkasting av linjer som må testes for skjæring

17 17 Linjeklipping n Liang-Barskys algoritme: –Best brukt på rektangulære klippevinduer: –Bruker linjelikningen på parametrisk form:

18 18 Linjelikningen, parametrisk form p1p1 p2p2

19 19 Linjeklipping n Liang-Barskys algoritme: –Beregner parameterverdiene for linjens skjæringer med kantene til klippevinduet: uteinne n1n1 p1p1 p2p2 p2p2 p1p1 n4n4 n3n3 n2n2

20 20 Linjeklipping n Liang-Barskys algoritme: –Hjelpestørrelser: –Linjen parallell med kant dersom: –Linjen er da i sin helhet på utsiden av kant dersom: i i

21 21 Linjeklipping n Liang-Barskys algoritme: –Beregner parameteren for skjæring med hver av klippevinduets kanter: –Skiller mellom inn- og utpassering:

22 22 Linjeklipping n Liang-Barskys algoritme: –For innpassering beholdes største -verdi. –For utpassering beholdes minste -verdi –Forkaster linjen uten videre undersøkelse så snart en av følgende situasjoner oppstår: –For godtatt linje velges:

23 23 Kritisk merknad n Liang-Barskys algoritme: –Det er mulig at algoritme vil få litt bedre ytelse ved å erstatte parallellitetstesten med en test på om begge endepunkter ligger på utsiden av vinduskanten Innfører en ekstra hjelpestørrelse: Begge endepunktene ligger på utsiden av kanten og kan forkastes dersom: i

24 24 Polygonklipping

25 25 Polygonklipping Første steg

26 26 Polygonklipping Andre steg

27 27 Polygonklipping Tredje steg

28 28 Polygonklipping Fjerde steg

29 29 Polygonklipping Ferdig

30 30 Polygonklipping n Sutherland-Hodgemans algoritme: –For hver kant av klippevinduet: Gå langs kantene rundt polygonet fra hjørne til hjørne: –Hjørner som ligger utenfor vinduet klippes bort –Ved utpassering lages et nytt hjørne i skjæringspunktet mellom vindusramme og polygonkant –Ved innpassering lages et nytt hjørne i skjæringspunktet mellom vindusramme og polygonkant

31 31 Omsluttende bokser n Bokser som omslutter mere komplekse objekter –Tettest mulig omslutning Parallellepiped Akseorienterte omsluttende bokser AOBB Objektorienterte omsluttende bokser OOBB –Det komplekse objektet klippes bare dersom den omsluttende boksen ville ha måttet bli klippet –Vanlig teknikk i mange sammenhenger Klipping Strålesporing Bestemmelse av hvilke flater som er synlige Kollisjonsdeteksjon (robotikk, animasjon.. ) n Hensikt: –Når den omsluttende boksen ikke interfererer, interfererer heller ikke det omsluttede objektet

32 32 Klipping i rommet (3D) n Cohen-Sutherlands algoritme: –Utkastingskoden utvides med to bits som representerer henholdsvis rommet foran klippevolumet og rommet bak –I stedet for testing av linjen mot linje (vinduskarm), testes linjen mot plan n Liang-Barskys algoritme: –De parametrisk linjelikningene på komponentform, suppleres med en likning for z-komponenten

33 33 Synlige flater n Back-face culling (objektrom) (”Poor Man’s Algorithm”) –Flaten usynlig dersom vinkelen mellom flatenormalen og synsretningen er større enn 90º –Flaten ”strykes” dersom normalen peker bort, det vil si dersom z-komponenten av normalen er negativ. n v

34 34 Synlige flater n Warnock’s algoritme (objektromsalgoritme): –AoI: Area of Interest: Mulige situasjoner: Polygonet skjærer inn i AoI Polygonet er helt inne i AoI Polygonet er helt utenfor AoI Polygonet overlapper helt med AoI A AoI A A

35 35 Synlige flater n Warnock’s algoritme: –Følgende fire situasjoner kan avklares uten finere oppdeling: Ingen polygoner trenger inn i AoI –Tegner bakgrunnsfargen Bare ett polygon trenger inn i eller er inneholdt i AoI –Tegner bakgrunnsfargen og deretter objektets farge Bare ett polygon overlapper helt med AoI, og ingen polygoner trenger inn i eller er inneholdt i AoI –Tegner objektets farge Av alle polygonene som helt eller delvis overlapper med AoI, er det mulig ved hjelp av å sammenlikne z-koordinatene å finne ett polygon som helt overlapper AoI og som utvetydig ligger foran alle de andre –Tegner det forreste objektets farge

36 36 Synlige flater n Warnock’s algoritme: –Dersom ingen av de fire situasjonene er gjeldende: Oppdeling av AoI i fire like store deler og gjenta prosessen for hver fjerdedel AoI

37 37 Synlige flater n z-bufferalgoritmen COP Pikslet i bildelageret z-verdi svarende til pikslet i bildelageret z1z1 z3z3 z1z1 Etter polygon 1 Etter polygon 2 Etter polygon 3 z 0 z3z3 z1z1 z2z2 Polygonene behandles i ”tilfeldig rekkefølge 1,2,3 piksel skjerm

38 38 Synlige flater n z-bufferalgoritmen –Bilderomsalgoritme –Har en z-buffer i tillegg til bildelageret En celle pr. piksel i bildelageret z-bufferen må ha tilstrekkelig dybde (presisjon -f.eks. 32 bits) –Behandler i prinsippet polygon for polygon Initierer bildelageret med bakgrunnsfargen Initierer z-bufferen med en z-verdi som ligger bak de z-verdiene som er mulige (det negative tallet med størst tallverdi) Ser ”gjennom” hvert piksel fra projeksjonssenteret (eller for parallellprojeksjon i projeksjonsretningen) Dersom polygon-punktet strålen treffer, har z-koordinat nærmere ”øyet” enn det som det forrige som ble lagret, erstattes fargen i bildelageret og z-verdien i z-bufferen med det nye polygonets farge og z-verdi.

39 39 Synlige flater n z-bufferalgoritmen Mulige problem: –Flere polygonbiter kan være synlige i samme piksel –Mulig løsning: Dersom vi ”har råd” til å bruke et bildelager og en z-buffer med større oppløsning en skjermen har: ”Skyte” flere stråler gjennom hvert piksel Midler fargen i tegnet piksel ”Primær” stråle Tilleggsstråler Flere tilleggsstråler Piksel

40 40 Synlige flater n z-bufferalgoritmen –Nyttbar koherens ved behandling av et polygon: Polygonet ligger i flaten med likning: To punkt i polygonet er slik at: Da gjelder:

41 41 Synlige flater n z-bufferalgoritmen - nyttbar koherens: –Vi vil normalt behandle polygonet scanlinjevis. På en scanlinje gjelder: x-koordinaten øker i trinn på 1 målt i bildelageradresse: Dermed får vi for forflytning langs scanlinjen: Det vil si at z-verdien inkrementeres i faste trinn: (Dersom vi måler i vinduskoordinater, vil være en konstant)

42 42 Synlige flater n Listeprioritetsalgoritmer Objektromsalgoritmer med et siste trinn (fargelegging av et enkelt piksel) i bilderommet –”Painters” algoritme (malerens algoritme) –Dybdesorteringsalgoritmen –BSP-trær (Binary Space-Partitioning Trees) Behandles senere i forbindelse med sceneorganisering

43 43 Synlige flater n Painters algoritme: –Sett hele bildelageret til bakgrunnsfargen –Sorter alle polygoner etter største avstand fra bildeplanet –For hvert polygon i sortert orden: Gjengi (”mal”) hele polygonet –Polygoner som ligger nær bildeplanet, males over polygoner som ligger lenger bak –Algoritmen feiler i mange tilfelle: z xx y

44 44 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: z x Projeksjonsplan

45 45 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: –Sortere polygonene etter punktet med z-koordinat lengst fra projeksjonsplanet (minste z-koordinat). Polygonene lengst borte kommer først –Løse opp overlappsproblemer –Tegne polygonene ett for ett bakfra og forover mot projeksjonsplanet

46 46 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: –Løse opp overlappsproblemet: P er polygonet som i øyeblikket står først i listen over sorterte polygoner. Før P kan ”males”, må det testes mot hvert av polygonene Q som kommer etter i listen. For polygonet Q avbrytes testen så snart det kan svares ja på ett av følgende spørsmål: –Ingen overlapp av koordinater i z-retningen? –Ingen overlapp av koordinater i x-retningen? –Ingen overlapp av koordinater i y-retningen? –P helt bak planet som Q ligger i (sett mot z-retningen)? –Q helt foran planet som P ligger i (sett mot z-retningen)? –Projeksjonene av P og Q i projeksjonsplanet overlapper ikke? P og Q beholder da sin relative plassering i listen og P testes mot neste polygon i listen

47 47 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: z x P Q P helt bak planet som Q ligger i z x P Q Q helt foran planet som P ligger i

48 48 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: Dersom ingen av spørsmålene kunne besvares med ja, kan det tenkes at P blokkerer Q Stiller de samme spørsmålene med tanke på at P kan blokkere Q. Bare fjerde og femte spørsmål trenger gjentas: –Q helt bak planet som P ligger i (sett mot z-retningen) –P helt foran planet som Q ligger i (sett mot z-retningen) Dersom det kan svares ja på et av disse to spørsmålene, plasseres Q først i den gjenværende prioritetslisten Dersom overlappsproblemet fortsatt ikke er avklart, må ett av polygonene deles opp i mindre deler som erstatter det opprinnelige polygonet i listen. Testene fortsetter så med de nye delene på rett plass i listen

49 49 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: z x Q P Q helt bak planet som P ligger i z x P Q P helt foran planet som Q ligger i

50 50 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: –Problemsituasjoner: y x z y

51 51 Synlige flater n Dybdesorteringsalgoritmen: –Problemsituasjoner: Situasjon 1 avklares i greitt i samsvar med algoritmen ved hjelp av oppdeling Situasjon 2 krever at det garderes mot evigvarende syklisk ombytting av polygonene –Polygonene kan utstyres med et flagg som settes dersom det blir flyttet til første plass i listen –Dersom det på nytt forsøkes flyttet til første plass, iverksettes i stedet oppdeling Situasjon 3 avklares også greitt i samsvar med algoritmen ved hjelp av oppdeling –Men det grønne polygonet kunne uten videre ha vært ”malt” først –Den mere primitive Painters algoritme vil ha utført dette korrekt

52 52 Scankonvertering av linjer n Rett linje: n Problem: hvilke piksler skal ”slås på”

53 53 Scankonvertering av linjer n Rett linje: –Antar pikselet midt i ruten –Stigningsforhold 0<=m<=1 –Går enhetssteg i x-retningen

54 54 Scankonvertering av linjer n Rett linje: –m>1 –Med enhetssteg i x-retningen: linje uten sammen- heng –Enhetssteg i y-retningen

55 55 Scankonvertering av linjer n Rett linje: –Slår på det pikslet som er nærmest den matematiske linjen

56 56 Scankonvertering av linjer n DDA-algoritmen:

57 57 Scankonvertering av linjer n DDA-algoritmen: –Digital Differtial Analyzer –Grei og effektiv –Krever en addisjon av flyttall for hvert punkt –Andre algoritmer kan unngå flyttallsaritmetikken som erstattes med en kombinasjon av: Heltallsaddisjon Valg –Kjente algoritmer av denne typen: Bresenhams algoritme Midtpunktsalgoritmen

58 58 Scankonvertering av linjer n Bresenhams algoritme: –Startforutsetninger:

59 59 Scankonvertering av linjer n Bresenhams algoritme: (x k,y k ) (x k +1,y k +1) (x k +1,y k ) Pikselet (x k,y k ) er det siste pikselet som ble ”slått på”. Det er to kandidatpikseler for det neste å ”slå på”: (x k +1,y k ) og (x k +1,y k +1)

60 60 Scankonvertering av linjer n Bresenhams algoritme: (x k,y k ) (x k +1,y k +1) (x k +1,y k ) a b Definerer desisjonsvariabelen d=a-b d > 0 nedre piksel velges d <= 0 øvre piksel velges

61 61 Scankonvertering av linjer n Bresenhams algoritme:

62 62 Scankonvertering av linjer n Bresenhams algoritme: –Videre pikselvalg er avhengig av hvilket valg som ble gjort på ”nettlinjen” x k +1: (x k +2,y k +2) (x k +2,y k +1) (x k +2,y k ) (x k +1,y k ) (x k +1,y k +1) (x k,y k ) Dersom (x k +1,y k ) ble valgt, er de nye kandidatene: (x k +2,y k ) og (x k +2,y k +1) Dersom (x k +1,y k +1) ble valgt, er de nye kandidatene: (x k +2,y k +1) og (x k +2,y k +2)

63 63 Scankonvertering av linjer n Bresenhams algoritme:

64 64 Scankonvertering av linjer n Bresenhams algoritme: –Ny desisjonsverdi kan altså finnes ved heltallinkrementasjon av den forrige: –Startverdien d 1 er (setter inn for c):

65 65 Scankonvertering av polygoner n Fundamentalt spørsmål: –Polygonet beskrives ved hjelp av hjørner og kanter: Hva er innside og hva er utside??

66 66 Scankonvertering av polygoner n Paritetsregelen for innside - utside-bestemmelse –Starter fra et sted utenfor polygonet –Initierer en kantkrysseteller til 0 –Går bortover scanlinjen og teller opp kantkryssetelleren med 1 for hver kant som krysses –Vi er inne i polygonet når kantkryssetelleren har som verdi et odde tall og utenfor når den er et partall. Scanlinje Polygon

67 67 Scankonvertering av polygoner n Vindingstallet for innside - utside-bestemmelse: –Polygonkantene gies retning –Sender ut en stråle fra punktet –Initierer en teller til 0 –Går fra punktet og teller krysninger med polygonkanten: Teller +1 når kantretningen er mot høyre Teller -1 når kantretningen er mot venstre –Punktet er inne i polygonet når telleren er forskjellig fra 0 og utenfor når den er lik 0 P Scanlinje Polygon

68 68 Scankonvertering av polygoner n Algoritmer: –z-bufferalgoritmen –”flood-fill”-algoritmen –scanlinjealgoritmen –

69 69 Scankonvertering av polygoner n ”Flood fill” Har tegnet en kontur Skal fylle polygonet med farge Velger et ”frø” inne i polygonet Ser på et ”firer-naboskap”til frøet:

70 70 Scankonvertering av polygoner n ”Flood fill” –Rekursiv algoritme:

71 71 Scankonvertering av polygoner n ”Flood fill” Hva kan skje dersom en bruker er ”åtter-naboskap” i stedet for ”firer-naboskapet”?

72 72 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: x y A B C nil ABAC BC Kantliste (ET) y topp 1/m x bunn ……. Kantpost

73 73 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –Sorter kantene etter nedre y-verdi –For hver y-verdi (scanlinje) lag en liste av kanter sortert etter økende nedre x-verdi. Samlingen av disse listene utgjør kantlisten (Edge Table - ET) –For hver scanlinje: Overfør kantposten for vedkommende scanlinje til den aktive kanttabellen (Active Edge Table - AET) AET ABAC y topp 1/m x aktuell ……. Post i AET

74 74 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –For hver scanlinje - forsatt: Sørg for at AET forblir sortert med hensyn på x aktuell. Fyll scanlinjen ved bruk av paritetsregelen Øk y med 1 (neste scanlinje) Fjern elementer fra AET der y=y topp (kanten er ferdigbehandlet) Inkrementer x aktuell for hver av kantene i AET Sorter om nødvendig AET med hensyn på x aktuell.

75 75 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: x y A B C Singularitet i B Scanlinje

76 76 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –Situasjoner med singularitet: –Scanlinjen treffer to kanter i hjørnet - PROBLEM

77 77 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –Forslag til remedium: Ta bort det øverste pikselet fra hver av kantene eller Forskyv scanlinjen litt i vertikal retning slik at den ikke treffer rett i hjørnene eller Undersøk om det er kant både over og under scanlinjen og ta i så fall hensyn til det.

78 78 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: x y A B C I H G F E D Kan kombineres med det å få fram hvilke flater som er synlige

79 79 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: nil ABAC BC Kantliste (ET) ……. Kantpost z bunn x z x y topp x bunn Flate 2 Flate 1 HI GHGI DF EF DE z y

80 80 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –Ved samtidig scankonvertering av flere polygoner trengs en liste over polygoner der scankonverteringen (for den aktuelle scanlinjen) er suspendert fordi konverteringen av et foranliggende polygon har tatt over. –Det vil være hensiktsmessig at denne liste er sortert etter fallende z-verdi (vi ser mot z-aksen slik z-verdien faller med økende avstand fra øyepunktet) i det punktet der siste valg av polygon å scanne er gjort. (Siden polygonene må være slik oppdelt at de ikke kan skjære gjennom hverandre, vil de polygonene som er i listen fra før, ikke byttet plass ved sorteringen.)

81 81 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –Tabellen over suspenderte (”for øyeblikket ikke aktive” polygoner) kan kalles PPT (Passive Polygons Table) –For å unngå omstendelige behandling av tom PPT, kan en definere hele skjermarealet som et rektangulært polygon med bakgrunnsfarge –Skjermrektangelets kanter legges i kant-tabellen (ET) sammen med de øvrige polygonene og med fast z-verdi satt til maksimal avstand (det negative tallet med størst tallverdi). –Skjermrektangelet gjøres et ett piksel høyere enn skjermen

82 82 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: x y A B C I H G F E D z x Situasjonen for scanlinje 7 - snitt gjennom polygonene Polygonet ABC Polygonet DEF Bakgrunns- polygonet - (skjermen)

83 83 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: x y A B C I H G F E D AET for scanlinje 7: - venstre skjermkant (bakgrunnspolygonet) - kant DF - kant AC - kant EF - kant AB - høyre skjermkant (bakgrunnspolygonet)

84 84 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: For eksempelet gjelder: For hver gang det skal velges kant å tegne fra (KANT1), er innholdet i PPT: PPT for x=1: - bakgrunnspolygonet PPT for x=16: (tom) PPT for x=10: - polygon ABC - bakgrunnspolygonet PPT for x=12: - bakgrunnspolygonet PPT for x=5: - polygon ABC - polygon DEF - bakgrunnspolygonet PPT for x=4: - polygon DEF - bakgrunnspolygonet

85 85 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –Det antas at ”back-face culling” brukes til å eliminere flater som vender bort –Alle kanter er i utgangspunktet felles for to flater. –Kanter som ikke er felles for to flater (for eksempel på grunn av ”back-face culling) defineres til å ha bakgrunnen på sin andre side –For termineringsformål defineres kantene til bakgrunns- rektangelet til bare å avgrense dette

86 86 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: En algoritme for samtidig bestemmelse av synlige flater og polygonfylling kan være: –Sorter alle polygonkanter etter nedre y-verdi –For hver y-verdi (scanlinje) lag en liste (kantliste - ET) av kanter sortert etter nedre x-verdi –Initier en tom aktiv kanttabell (AET) –For hver scanlinje: Initier en tom liste over ”for øyeblikket ikke aktive” polygoner (”passive” polygoners tabell - PPT) Overfør nye kantposter for vedkommende scanlinje til den aktive kanttabellen (AET) slik at tabellen forblir sortert med hensyn på x aktuell Finn første kant i AET »La denne kanten være KANT1

87 87 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –(Forsatt for hver scanlinje 1:) Gjenta så lenge det er flere kanter i AET –Finn neste kant i AET »La denne kanten være KANT2 –Tegn med valgt farge- og skyggeleggingsmodell fra KANT1 til KANT2 for polygonet som starter (eller fortsetter) fra KANT1 –Oppdater z-verdiene svarende til KANT2 for hvert av polygonene i PPT –Legg polygonet som starter fra KANT2 inn på rett plass i sortert orden i PPT

88 88 Scankonvertering av polygoner n Scanlinjealgoritmen: –(Forsatt for hver scanlinje 2:) –Dersom KANT2 ikke er avslutningskanten til polygonet som nettopp er tegnet mellom KANT1 og KANT2: »Legg polygonet tilbake på rett plass i sortert orden i PPT –Ta det polygonet som ligger først i PPT ut »La KANT1 gjelde for dette polygonet Øk y med 1 (neste scanlinje) Fjern kanter fra AET der y=y topp (kanten er ferdigbehandlet) Inkrementer x aktuell og z aktuell for hver av kantene i AET Sorter om nødvendig med hensyn på x aktuell

89 89 Aliaseffekten ”Sagtannet” linje eller kant

90 90 Antialiasing Linjen har bredde

91 91 Antialiasing Gir pikslene intensitet eller blandings- farge etter hvor stor del av pikselet som er dekket av linjen

92 92 Farger n Problemer å takle ved bruk av farger: –Definere fargen –Interpolere farger –Forskjellige CRT-karakteristikker Fosfor Oppløsning Pikselstørrelse Akspektforhold –Papir- og toneregenskaper

93 93 RGB-fargerommet

94 94 RGB fargemodellen R G B Y C M W RGB-rommet: R=(1,0,0) G=(0,1,0) B=(0,0,1) Y=(1,1,0) C=(0,1,1) M=(1,0,1) W=(1,1,1) Svart=(0,0,0) Problem: hensiktsmessig måte til å velge koordinater

95 95 Farger ved menyvalg Microsoft PowerPoint

96 96 Grunnmodell Energitetthet e2e2 e1e1 Bølgelengde 400 nm fiolett 700 nm rød Dominant bølgelengde Fargenyanse Metning Intensitet

97 97 Farger ved menyvalg Microsoft PowerPoint

98 98 HLS-modellen Hue Lightness Saturation

99 99 CIE kromasitetsmodell

100 100 Farge-gamut Bare en del av alle synlige farger kan fram- bringes ved hjelp av RGB-primærfarger

101 101 Øyets følsomhet Spektral følsomhet for hver av typene av tapper Øyets lysfølsomhet

102 102 Tri-stimuli primærfarger Relativ mengde av tri-stimuli-komponentene for å frambringe et fargeinntrykk (spektral farge)

103 103 CIE’s matchefunksjoner Syntetiske funksjoner definert som lineære kombinasjoner av de målte matchefunksjonene for tri-stimuli primærfargene Hensikt: ingen negative bidrag fra hver av de tre syntetiske primærfargene X, Y og Z som defineres ved hjelp av matche- funksjonene

104 104 CIE’s primærfarger

105 105 CIE kromasitetsdiagram

106 106 Forskjellige utstyrsenheter vil ha forskjellige grunn- farger

107 107 Bruk av CIE-modellen n For en utstyrsenhet måles de tre primærfargene n En transformasjonsmatrise for omregning til X, Y og Z- komponenter stilles opp n Matrisen kan blant annet brukes til omregning av fargekoordinater for en utstyrsenhet til en annen n Ikke alltid mulig å gjengi fargene på en enhet nøyaktig likt på en annen


Laste ned ppt "1 Forelesningsnotater SIF8039/ Grafisk databehandling Notater til forelesninger over: Kapittel 7: ”Implementation of a Renderer” i: Edward Angel: ”Interactive."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google