Компьютерная графика Векторные файлы Физическое и логическое сжатие Алгоритм художника Трехмерная графика Растровая графика

Метод Z-буфера

Основывается на использовании дополнительного массива, буфера в памяти, котором сохраняются координаты точек Z для каждого пиксела растра. Координата соответствует расстоянию пространственных объектов до плоскости проецирования. Например, она может быть экранной координатой системе экранных координат (X, Y, Z), если ось перпендикулярна экрана.

Рассмотрим алгоритм рисования объектов по этому методу.

Пусть чем ближе точка в пространстве к плоскости проецирования, тем больше значение Z:

●сначала Z-буфер заполняется минимальными значениями;

●затем начинается вывод всех объектов, причем порядок вывода объектов не имеет значения – для каждого объекта выводятся все его пикселы в любом порядке;

●во время вывода каждого пиксела по его координатам (X, Y) находится текущее значение Z в Z-буфере;

●если рисуемый пиксел имеет большее значение Z, чем в Z-буфере, то, следовательно, эта точка ближе к наблюдателю. В этом случае действительно рисуется, а его >
Z-координата записывается в Z-буфер.

Таким образом, после рисования всех пикселов объектов растровое изображение будет состоять из пикселов, которые соответствуют точкам с самыми большими значениями координат Z, т.е. видимые точки ближе к зрителю.

Этот метод прост и эффективен благодаря тому, что не требует сортировки объектов или их точек. При рисовании объектов, которые описываются многогранниками полигональными сетками, манипуляции со значениями Z-буфера легко совместить с выводом пикселов заполнения полигонов плоских граней.

В настоящее время метод Z-буфера используется во многих графических 3d-акселераторах, которые аппаратно реализуют этот метод. Оптимально, если акселератор имеет собственную память для Z-буфера, доступ к которой осуществляется быстрее, чем оперативной памяти компьютера. Возможности аппаратной реализации используются разработчиками и пользователями компьютерной анимации, позволяя достичь большой скорости прорисовки кадров.

 

Алгоритмы построчного сканирования

Оперируют в пространстве изображения.

Алгоритм построчного сканирования с z-буфером.

Объем памяти для строки буфера кадра 1х1024х3Б z-буфера 1х1024х20/zбит.

Инициализация: фон для текущей обрабатываемой строки буфера и z min ( - ¥) для строки z-буфера. Определяется пересечение строк с проекцией на xy с каждого многоугольника,т.е. возникает пара пересечений.

Для каждого пикселя между этими пересечениями (концами пары) 

Сравнение с z в буфере.

Если глубина > z-буфера, то точка отрезка видима,занесение в

кадр и корректировка z-буфера в этой позиции.

Для повышения эффективности можно использовать список 

активных многоугольников.

2. Интервальный алгоритм построчного сканирования.


 

ЦВЕТОВЫЕ МОДЕЛИ В графических файлах для представления цветов используется цветовые модели. Самые известные - аддитивные и субтрактивные модели. В аддитивной модели цвета получаются путем сложения основного цвета с черным. Чем больше интенсивность добавляемого цвета, тем ближе результирующий цвет к белому - смешивание всех основных цветов дает чисто белый цвет, если значение их интенсивности максимально; и чисто черный, если значение интенсивности =0. Аддитивные цветовые среды являются самосветящимися, например, цвета на мониторе.
Графические библиотеки в языках программирования