计算机图形学：图形消隐处理详解

"CG图形消隐处理哈尔滨工业大学计算机图形学教学课件完美版资料.ppt" 计算机图形学中的消隐处理是一项关键技术，旨在为二维显示设备生成逼真的三维图像。这个过程涉及到隐藏线和隐藏面的消除，确保最终的图形能够准确反映出三维物体在特定视角下的外观。隐藏线和隐藏面的处理对于线框图和浓淡图形（由光栅扫描显示器和点阵图形生成）有不同的处理方式。 在处理隐藏线时，主要针对随机显示器和绘图机产生的线框图，目标是移除那些被其他图形元素遮挡的线条。而在处理隐藏面时，主要关注光栅扫描显示器中的面状图形，通过消除那些被前方物体遮挡的表面。 消隐处理的基本假设包括： 1. 对象的各个面不能互相贯穿，避免穿透现象。 2. 避免循环遮挡，若出现此类情况，可以通过分解面来解决。 3. 比较像素的深度值，只输出距离观察点最近的像素，这是基于深度缓冲（Z-buffer）技术的一种方法。 Roberts隐藏线消除方法是一种早期的算法，通过线性方程aix + biy + ciz + di = 0来判断点的位置，并结合扫描算法和活性多边形表来提高效率。在该算法中，需要确定线段相对于多面体的位置，以确定哪些线段是可见的。 深度排序是图形消隐中的一个重要挑战，需要确保在任何情况下，多边形都能按照正确的深度顺序进行绘制。此外，对于凹多面体的处理，需要识别各个面的朝向，并对棱边进行分类，以便确定被遮挡的部分。 图形消隐算法依据其所在的空间或坐标系可以分为两类： 1. 物体对象空间算法：这种算法在世界坐标系的三维空间中操作，专注于物体间的几何关系来判断可见性。优点是保持高精度，即使放大图形也不失真；但缺点是随着物体数量增加，计算量会急剧增长，适合于小规模场景。 2. 投影空间算法：这种方法在投影空间中进行，通常简化了计算，适合处理大量物体，但可能牺牲一定的精确性。 消隐处理是计算机图形学中的基础课题，对于实时渲染和复杂的3D场景至关重要，它不仅涉及到数学和几何原理，还涉及到高效的算法设计和优化。理解并掌握这些技术对于计算机图形学的学习和应用至关重要。