三维透视图消隐算法：基于点线关系的新方法

"这篇文章是2009年8月发表在《北京航空航天大学学报》上的自然科学论文，由毛峡、沈巍和赵兴圆共同撰写。研究关注的是三维形体信息获取中的一个重要问题——消隐算法，特别是针对建筑物的三维透视图。他们提出了一种基于点线关系的消隐算法，结合了后向面判别法和光线投射算法，以处理三维表面模型中的遮挡关系，并遵循视平面域上的包含性规则，检查和处理边界线段的显隐状态。实验结果显示，该算法具有简单数据结构，建立的透视投影模型准确，消隐效果良好，为地形地物透视图的消隐提供了新的技术支撑。关键词包括：三维形体、透视投影、消隐和线框模型。" 这篇论文详细探讨了在三维图形处理中一个关键的技术问题——消隐。消隐是指在多边形图形中确定哪些部分应该被遮挡，哪些部分应该可见。在三维形体的表示中，由于视线和物体之间的相对位置，可能会出现一部分形体被另一部分遮挡的情况。正确处理这些遮挡关系对于生成真实感的三维图像至关重要。 作者提出的算法是基于点线关系的透视图消隐算法，它利用了三维模型中的点、线、面之间的相互关系。首先，采用后向面判别法来判断每个模型表面的可见性，这是一种通过比较面的法线方向与观察方向来确定面是否朝向观察者的策略。其次，结合光线投射算法，模拟光线从观察者到模型表面的路径，找出那些能被观察到的表面。在这个过程中，点线关系被用来确定线段在透视图中的可见度，这涉及到边界线段的显隐程度检查。 在视平面域上的包含性规则是指，如果一个线段被另一个线段或面完全包含，则被包含的线段在透视图中应该是不可见的。通过这种规则，算法可以有效地决定哪些线段应该被隐藏，从而减少视觉干扰，提高图像的清晰度。 实验结果证明了该算法的有效性和实用性，其数据结构简洁，计算模型正确，能成功处理复杂的三维形体消隐问题。这种方法不仅适用于建筑物的透视图，还可以扩展到更广泛的地形地物透视图的消隐处理，为相关领域的研究和应用提供了新的工具和技术支持。 这项工作为三维图形处理领域提供了一个新的视角，通过优化点线关系的处理，提升了透视图的视觉效果，对于军事、民用以及计算机图形学的研究都具有积极的贡献。