图形学 遮挡剔除算法综述

1. Hidden Line Removal (HLR)

光栅化的文章中,我们使用Z-Buffer来判断三角形面片是否遮挡,但Z-Buffer不适用于纯线框的模型的遮挡剔除。原因如下。


就如同上图左侧,在A点的位置,左侧的三角形由于只画边不画面,所以A点它是不画的,所以就没有Z值来与右侧的三角形的A点的Z值做比较,因此就没法判断A点是谁在前谁在后。

HLR算法总结

  1. Raycasting(光线投射)


  • 算出每条光线在屏幕上某个像素点上的交点位置
  • 在该像素点上只保留最近的交点
  1. Painter’s Algorithm(画家算法)
    简单粗暴,先画后面的物体,后画前面的物体,就像画画一样,后涂的颜色会覆盖掉先涂的颜色。
    比较两个物体,当前视角来看,如果A的点全都在B的点前面,那么先画B再画A
    但缺点也很明显:
    1)如果A的点不全的B的前面,即A有些点从当前视角看是在B的某些点后面,就会失败。
    2)物体之间有相交的面时,会失败。
    (好像飞机的雷达显示是用的这个算法?)

  2. Warnock Algorithm (沃诺克算法)
    核心:分而治之
    不停的四分屏幕(一般是四分,也可以二分或者其他分),直到被细分的子空间只存在简单的前后关系(就是画家算法的那个要求),或者子空间已经细分到了一个像素点的大小。
    在曲面和抗锯齿中很有用。



    1)当前子空间没有多边形:完成!
    2)当前子空间只有一个多边形:画!
    3)当前子空间有简单的前后关系:画前面的!
    4)当前子空间只有一个像素那么大了:画离该像素点距离最近的多边形!
    5)否则,继续递归细分

  3. BSP-Tree (Binary Space Partioning trees, 二维空间分割树)


    不停二分,在每个存在简单前后关系的子空间里使用画家算法。
    优点
    1)可以处理带透明度的遮挡
    2)快:不用每个像素点都计算Z并检测

  4. Z-buffer
    新建一个数组,叫Z-buffer。
    每次将像素点颜色写入frame buffer时,把该点的Z值也写入Z-buffer。
    每次将像素点颜色写入frame buffer之前,如果该位置已经被写入过,拿出它的Z值与正准备写的点的Z值比较一下,谁离屏幕近写谁。
    是目前最流行的方法。
    优点
    1)简单
    2)高效
    缺点
    1)增加了内存空间,因为多了个Z-buffer
    2)受限于Z的量级 / 精确度
    3)过度渲染:每个像素点可能会写入多次。
    4)不支持透明度!(不支持透明度竟然还会最流行?)

2. 面片消除(Culling)

  1. Portals
    预先根据视角计算出哪些三角形可见,那些三角形不可见。
    (一换视角就GG了)

  2. 视锥Culling


    如果某物体全部顶点都在视锥外面,则不显示。

  3. Backface Culling (背面消除)
    只适用于封闭物体
    通过每个面的法线来判断是正面还是背面,如果是背面,就隐藏。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,378评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,356评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,702评论 0 342
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,259评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,263评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,036评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,349评论 3 400
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,979评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,469评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,938评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,059评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,703评论 4 323
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,257评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,262评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,485评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,501评论 2 354
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,792评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容