painteralgorithm.htm

来自「电脑图学（Computer Graphics）是资料结构、演算法与数学的应用」· HTM 代码 · 共 159 行

HTM

159 行

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  <title>画家深度排序</title>
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<h3><a href="http://caterpillar.onlyfun.net/GossipCN/index.html">From
Gossip@caterpillar</a></h3>







<h1><a href="ComputerGraphics.htm">Computer Graphics: 画家深度排序</a></h1>







考虑一个CH4分子模型如下所示 ：<br>
<img style="width: 150px; height: 142px;" alt="" src="images/painterAlgorithm-1.jpg"><br>







<br>







如果您旋转这个分子模型，则在某些角度时，中间的C原子有时会部份或完全遮盖住外面的一个H分子，这是由于它们在深度上的不同所造成的遮盖效果。<br>
<br>
画家演算法可用来解决不同深度的绘图效果，其实简单的说，就是将远方的物体图形先进行绘制，然后再绘制近方的图形，如此后面绘制的图形就会遮盖住之前绘制的图形，例如： <br>
<img style="width: 278px; height: 153px;" alt="" src="images/painterAlgorithm-2.jpg"><br>
<br>
<br>
所以我在进行绘图之前，必须先对要绘制的图形之Z分量进行深度排序的动作，在物体的移动、旋转等动作之运算完成之后，将所有的物体资讯储存至阵列中，然后对这个阵列进行排序，之后依序绘制出阵列中的图形。<br>
<br>
由于必须额外进行排序的动作，所以在物体的数目多时，使用画家演算法会耗用较多的运算资源与时间，所以通常会依据绘制对象先作一些处理，然后再进行画家演算法。<br>
<br>
例如在凹多面体的绘制时，由于图形有凹陷的面，单先使用法线向量判定法来绘制图形，某些面可能被更前面的平面遮盖而造成图形的错乱（与平面的绘制顺序有关），例如下面这个图形： <br>
<img style="width: 310px; height: 177px;" alt="" src="images/painterAlgorithm-3.jpg"><br>
<br>
在凹多面体的绘制中，我们可以应用画家演算法，但为了加快处理的速度，我们可以先应用法线向量判定法，先将隐藏面去除，再依据所剩下的可视平面之重心来进行深度排序的动作：<br>
<ol>
  <li>先用法线向量判定法去除隐藏面</li>
  <li>再用深度排序进行画家演算法</li>
</ol>
<br>
画家演算法并无法处理所有的深度问题，例如在有图形贯穿或交叠时，就不能使用画家演算法，例如下面这两个图形并无法使用画家演算法来实现： <br>








<img style="width: 450px; height: 123px;" alt="" src="images/painterAlgorithm-4.jpg"><br>
<br>
像以上的图形有很多技巧可以解决，其中最简单的一种就是补贴图，先依画家演算法处理，然后在必要的地方补上片段图形（有些人戏称为作弊）例如 ： <br>
<img style="width: 515px; height: 369px;" alt="" src="images/painterAlgorithm-5.jpg"><br>
<br>
<br>
有时会在报章杂志上看到一些的不合理图形，其中一些图形也是使用这种补贴图的方式产生，例如：<br>
<img style="width: 428px; height: 300px;" alt="" src="images/painterAlgorithm-6.jpg"><br>
<br>
<br>
至于在进行深度排序时，要使用何种排序方式呢？在图形数量不多时，常见的简单排序像是气泡排序法就足够了，当然您也可以试试其它的高等排序来改进效能。<br>
<br>
<br>







</body>
</html>

painteralgorithm.htm - 源码说明

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