Методы удаления невидимых поверхностей в задачах визуализации трехмерных сцен большой сложности

• Автор: Боресков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил

Оглавление диссертации

Введение.

Глава 1. Основные методы удаления невидимых линий и поверхностей

1.1 Основные понятия

1.2 Основные методы оптимизации.

1.3 Метод трассировки лучей

1.4 Метод буфера.

1.5 Методы упорядочения.

1.6 Метод построчного сканирования

1.7 Метод Варнака

1.8 Метод ВенлераЭйзергона

1.9 Специальные методы оптимизации.
1. Работа со сценами больи юй сложности.
1. Метод иерархического буфера
1. Иерархическое наложение полигонов с использованием масок
закрытия.
1. Метод иерархических кар г загораживания
1. Подход, использованный в системе .
1. Система
1. Требования к методу удаления невидимых
поверхностей.
Глава 2. Метод .буфера. Иерархический убуфер. Основные
геометрические свойства буфера.
Глава 3. Метод агрегатных сиен
Список литературы


Рассматриваются только полигональные сцены (состоящие из плоских выпуклых граней). Метод иерархического 5-буфера, использующий все зри основные вида когерентности в сцене и картинной плоскости и позволяющий быстро определять видимость для трехмерных сцен большой сложности без ручной подготовки данных; требуемый объем памяти пропорционален сложности сцены. Метод агрегатных сцен, являющийся естественным расширением известного метода порталов и позволяющий строить сложные сцены из разнородных фрагментов и эффективно использовать специфику конкретных фрагментов для определения видимости в составной сцене. Предложенные в работе методы определения видимости могут быть применены для визуализации широкою класса полигональных сцен. В целом ряде случаев они обеспечивают большее быстродействие, гибкость и меньшие затраты но сравнению с ранее построенными методами. Решен ряд практических вопросов, связанных с реализацией предложенных методов и их оптимизацией. Основные результаты диссертации представлены в работах [1,2,3,4]. Отдельные результаты работы были доложены на международной конференции ГрафиКон- (Москва, г. Компьютерная 1рафика» на факультете ВМиК (руководитель: проф. Шикин Е. В.), на семинаре по геометрии в целом на механико-математическом факультете МГУ (руководители: проф. Сабитов И. Х, ст. Розендорн Э. Р.). Диссертационная работа состоит из введения и трех г лав. Во Введении содержится общая постановка задачи и описывается краткое содержание последующих глав. Первая глава содержит точную постановку задачи. Метод должен быть пригоден для работы со сценами очень большой сложности, т. Метод не должен требовать загрузки всей сцены в оперативную память. Метод должен быть пригоден для работы в режиме реального времени. Метод должен поддерживать работу со сценами со сложной и разнородной внутренней структурой (внутренности помещений, ландшафтные сцены и т. Метод должен поддерживать полупрозрачные грани, зеркала и другие спецэффекты. Алгоритмы визуализации и используемые структуры должны быть устойчивы но отношению к локальным изменениям сиены. Метод должен поддерживать работу с современными графическими ускорителями. Метол должен поддерживать возможность распараллеливания. Далее вводятся основные понятия и описываются основные критерии для классификации методов определения видимости и различные способы оптимизации этих методов. Дается обзор классических методов для определения видимости, таких как метод трассировки лучей, метод 7-буфера, методы упорядочения, включая использование В8Р-деревьсв, методы построчного сканирования, включая метод 6-буфера. Рассматриваются также классический метод порталов и использование множеств потенциально-видимых граней (РУЯ). Приводятся основные характеристики всех этих методов и показываются препятствия к выполнению для них требований 1-8. Описываются специальные методы для работы со сценами большой сложности и указываются их особенности и недостатки. Рассмотрение начинается с метода иерархического г-буфера - одного из первых методов, способных осуществлять определение видимости в сценах большой сложности. Особенностью метода иерархического г-буфера является использование всех основных видов когерентности - в исходном трехмерном пространстве, в пространстве картинной плоскости и когерентности по времени. Затем рассматривается метод иерархического наложения полигонов с использованием масок закрытия. Этот метод требует строгого упорядочения всех граней в сцене, но проверка видимости осуществляется заметно проще, чем в методе иерархического г-буфера. Для динамических сцен в силу требования строгой упорядоченности всех граней он плохо подходит. Третьим из специальных методов является метод иерархических карг загораживания (НОМ), где в отличие от предыдущих методов осуществляется попытка использовать имеющийся графический ускоритель. Особенностью этого метода является то, что он определяет консервативную видимость, т. Поэтому для точного определения видимости среди полученного набора граней требуется применение одного из традиционных методов, например, метода г-буфера.