计算机图形学：扫描线Z-buffer算法与隐藏面消除

"扫描线Z-buffer算法-边的分类表-计算机图形学课件-面消隐" 计算机图形学中的消隐技术是解决三维物体在二维投影中出现的二义性问题的关键，它能够去除被遮挡的部分，呈现出物体的真实形状。消隐可以分为线消隐和面消隐两种类型，前者关注物体边缘的可见性，后者则处理物体表面的可见性。 线消隐算法主要应用于线框模型，需要考虑物体的面信息甚至体信息。在进行线消隐时，首先通过坐标变换将视点置于Z轴正无穷远处，使视线方向朝向Z轴负方向。然后，通过线线和线面的求交运算判断遮挡关系，消除不可见的线条。 面消隐算法更为复杂，因为它涉及到物体表面的可见性判断。其中，Z-buffer（深度缓冲）算法是一种常见的图像空间消隐方法，它为每个像素分配一个Z值（深度值），表示该像素对应物体表面距离视点的距离。当新的物体表面覆盖到已有像素时，如果新表面更接近视点，就更新该像素的Z值和颜色。扫描线Z-buffer算法是Z-buffer算法的一种变体，它按照扫描线顺序遍历窗口内的每个像素，与当前活跃的多边形进行比较，以确定每个像素应该显示的颜色。 扫描线算法是另一种图像空间的方法，它沿着屏幕的垂直方向逐行处理，对于每条扫描线，找出覆盖该线的所有多边形，并确定哪些是可见的。区域子分割算法则是通过将物体分割成小块，逐个比较它们的可见性。光线投射算法属于物体空间的方法，从每个像素向视点发出虚拟光线，计算光线与物体的交点，确定哪些物体表面是可见的。 边的分类表（Edge Table, ET）在扫描线Z-buffer算法中起着重要作用。当多边形被投影到屏幕上并进入活化多边形表时，ET用于存储非水平边的信息。这个一维数组的长度等于屏幕上的扫描线数，边根据其下端点在投影平面上的v坐标被分类到相应的类。这样，在处理扫描线时，可以根据ET快速找到与该扫描线相关的边，进而进行消隐计算。 消隐算法是计算机图形学中实现真实感渲染的重要步骤，不同的算法各有优缺点，适用于不同的场景和性能需求。通过理解这些算法的工作原理，我们可以更好地理解和创建具有视觉真实感的三维图形。