Синтез виртуальной среды с рекурсивным делением плоскости изображения и объектного пространства

• Автор: Вяткин, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 120 с. : ил

Кандидатская диссертация Вяткин С.И.

2 Синтез виртуальной среды с рекурсивным делением объектного пространства

2.1 Проблемы полигональной растровой графики

2.2 Способы задания свободных форм объектов

2.2.1 Функции возмущения в неявном виде

2.2.1.1 Теоретикомножественные операции

2.2.2 Функции возмущения в скалярном виде

2.2.2.1 Геометрическая модель объектов

2.2.2.2 Поверхность ландшафта и поверхности свободных форм

2.2.3 Текстура и трехмерные массивы вокселей

2.2.3.1 Вычисление уровня детальности текстуры

2.2.3.2 Трилинейная интерполяция
2.2.3.3 Текстурные адреса
2.2.3.4 Отображение текстуры па свободные формы и объемы
2.3 Проективное преобразование
2.4 Критерий наличия нулей аналитической функции в 6окрестности начала координат. Постановка задачи
2.4.1 Определение и соглашения
2.4.2 Отыскание решения
2.5 Способ сканирования трехмерного пространства
2.5.1 Уровни детальности
2.5.2 Сложные объекты на основе текстуры формы с базовой квадрикой
2.5.3 Описание алгоритма
2.5.4 Методы преобразования
Кандидатская диссертация Вяткин С И.
2. 6 Вычисление цвета
2.6.1 Метод быстрого отображения полупрозрачных объектов образованных поверхностями свободных форм
2.6.1.1 Алгоритм накопления цвета в пикселе
2.7 Морфинг и анимация свободных форм
2.8 Отношение предлагаемых методов визуализации к известным технологиям визуализации
2.9 Описание архитектуры объемноориентированной системы визуализации Vx V
2.9.1 Канал обработки ландшата местности
2.9.2 Кант обработки квадрик
2.9.2.1 Процессор кватернарного дерева деления
2.9.2.2 Процессор бинарного дерева деления
2.9.3 Пиксельный процессор
2.9.3.1 Канал обработки многоугольников
ЗаключениеПО
Основные результаты работы
Список литературы


Память масок модифицируется, а субпиксел ьный код фрагмента сворачивается в площади пикселов и передается в четыре идентичных канала вычисления цвета Координаты, цвет и площадь видимой части многоугольника в пикселе поступают в блок видеобуфера, который содержит память для цвета всех пикселов экрана. Результирующий цвет пиксела есть взвешенная сумма цветов видимых фрагментов многоугольников, попавших в пиксел. Как отмечалось, в качестве элемента разложения многоугольников в конвейере растрирования используется рекурсивно уменьшающаяся клетка, первоначальный размер которой равен площади экрана, а конечный 4x4 пиксела. Многоугольник на всех шагах рекурсивного деления описывается набором линий, проходящих через ребра. Описание ребра включаег два признака и два числа. По одному из признаков, обозначенному ТС, ребра классифицируются на вертикальные и горизонтальные по углу наклона к оси X для вертикальных угол больше , для горизонтальных меньше или равен . Другой признак ЬЯ показывает, с какой стороны от ребра лежит выпуклый многоугольник, те. Два параметра задают координаты пересечения линии с краями экрана клетки или их продолжениями для вертикальных ребер XI, Х2 X координаты пересечения с линиями, продолжающими верхнюю и нижнюю границу экрана клетки У 1, для горизонтальных ребер У1, У2 У координаты пересечения с линиями, продолжающими левую и правую границу экрана клетки X 1. Такое задание позволяет определить положение всех четырех клеток при делении относительно ребра с использованием одной арифметической операции сложения. Кандидатская диссертация Вяткин С. Рис. Рекурсивная процедура деления на клегки осуществляется в ряде идентичных процессорных элементов, называемых клеточными процессорами и включенных в конвейер. В каждом осуществляется деление клетки данной площади на четыре равные клетки в четыре раза меньшей площади. Это означает, что, вопервых, определяется принадлежность фрагмента многоугольника в клетке клеткам меньшего размера и, вовторых, формируется описание фрагментов многоугольника в клегках меньшего размера. У каждого имеется так называемая память масок ММ, где хранится код маски, в котором помечаются соответствующим битом полностью занятые клетки экрана данного размера рис. Ii код пересеченных клеток ребра i плюс внутренних. Коды i, Ii определяются табличным методом с использованием ПЗУ. Кандидатская диссертация Вяткин С. Тв и 1ЛС В выражении 1 под символом V понимается X или У в зависимости от признака ТС. Рис. Для получения кода внутренних клеток фрагмента многоугольника I 4битные коды i ребер объединяются по схеме И Аналогично для получения кода пересеченных и внутренних клеток фрагмента I коды Ii также объединяются по схеме И. Объединение происходит по мере поступления ребер до тех пор, пока не поступит последнее ребро фрагмента многоугольника в клетке. I. 2г
Кандидатская диссертация Вяткин СИ. В логических выражениях 2 символы , и означают операции И, ИЛИ, и инверсию М код, считываемый из памяти масок код только пересеченных клеток Мп обновленный код маски, который заносится в ММ по окончании обработки фрагмента вместо М. Многоугольник не принадлежит клетке клетка . В этом случае данная область исключается из рассмотрения при дальнейшей растеризации этого многоугольника. Многоугольник полностью покрывает клетку клетка I. Клегка I подвергается дальнейшему разбиению, а область экрана объявляется занятой, чтобы фрагменты следующих многоугольников в данной области не участвовали в построении изображения. Многоугольник частично перекрывает клетку клетка . В этом случае клетка с ребрами, принадлежащими ей, подвергается дальнейшему разбиению. Исходя из возможности аппаратной реализации и требуемой производительности, был реализован следующий вариант с нулевого по шестой уровни деления ветви дерева обходятся последовательно, а на последнем уровне параллельно обрабатываются сразу клеток, размер которых равен пикселу. Мозаичный, в котором при увеличении количества многоугольников Р в сцене и уменьшении их площади количество пикселей в многоугольнике, глубинная сложность остается постоянной.