›
›

Bài giảng Đồ họa hiện thực ảo - Bài 3: Các giải thuật cơ sở - Lê Tấn Hùng

Download
Bài 3:  
Các giải thuật cơ sở  
Le Tan Hung  
[email protected]  
0913030731  
1
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Nội dung  
„ Các giải thuật xén tỉa - Clipping  
„ Các thuật toán tô miền kín  
„ Phép tô mầu  
„ Phép xử lý Antialiasing  
2
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Xén tỉa - Clipping  
„ Nhiệm vụ cơ bản trong đồ họa là giữ các  
phần của đối tượng lựa chọn nằm bên  
ngoài đồ hoạ.  
„ Xén tỉa là việc di chuyển tất cả các đối  
tượng hoặc các phn ca i tng thuc  
mô hình ngữ cảnh ra bên ngoài của sổ thế  
giới thực  
„ Định nghĩa  
Clipping điểm  
„ Việc loại từng điểm ảnh của đối tượng  
thường chậm nhất là khi đối tượng mà  
phần lớn nằm ngoài cửa sổ hiển thị.  
„ xmin ≤ x ≤ xmax  
ymin ≤ y ≤ ymax  
„ Kỹ thuật thực hành là cần thiết để nâng  
cao tốc độ trong t
3
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Clipping đoạn thẳng  
„ Lines are defined by their endpoints, so it should be  
possible just to examine these (in a similar way to points) and  
determine whether or not to clip without considering every  
pixel on the line  
„ We often have windows that are either very large, i.e. nearly  
the whole scene fits inside, or very small, i.e. most of the  
scene lies inside the window  
„ Hence, most lines may be either trivially accepted or rejected  
4
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Giải thuật Cohen Sutherland  
Outcode  
„ The Cohen-Sutherland line-clipping algorithm is particularly  
fast for “trivial” cases, i.e. lines completely inside or outside  
the window.  
„ Non-trivial lines, i.e. ones that cross a boundary of the  
window, are clipped by computing the coordinates of the new  
boundary endpoint of the line where it crosses the edge of the  
window  
„ Each point on all lines are first assigned an “outcode”  
defining their position relative to the clipping rectangle  
5
(c) SE/FIT/HUT 2002  
6
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Giải thuật Cyrus-Beck  
Lyang Barsky  
„ The Cohen-Sutherland algorithm requires the window  
to be a rectangle, with edges aligned with the co-  
ordinate axes  
„ It is sometimes necessary to clip to any convex  
polygonal window, e.g. triangular, hexagonal, or  
rotated.  
„ The, and Liang-Barsky line clippers better optimise the  
intersection calculations for clipping to window  
boundary  
„ Nicholl-Lee-Nicholl reducing redundant boundary  
clipping by identifying edge and corner regions  
7
(c) SE/FIT/HUT 2002  
P = − Dx  
1
q = x − x  
1
P = Dx  
2
q = x − x  
2
M
1
P3 = − Dy  
P4 = Dy  
q3 = y1 − ym  
q4 = yM − y1  
8
(c) SE/FIT/HUT 2002  
„ Nếu Pk = 0 : điều đó tương đương với việc  
đoạn thẳng đang xét song song với cạnh  
thứ k của hình chữ nhật clipping.  
„ a) Nếu qk < 0 ⇒ vô nghiệm)  
„ b)Nếu qk >= 0 thì bất phương trình luôn  
thoả mãn.  
9
(c) SE/FIT/HUT 2002  
„ Nếu Pk ≠ 0 :  
„ uk = qk/Pk.  
„ Pk < 0  
• u ≥ qk/Pk Ù u ≥ uk.  
„ Pk > 0  
• u ≥ uk u ≤ qk/Pk  
• u ≤ uk với uk = qk/Pk  
• đoạn thẳng có dạng đi từ trong ra ngoài so với  
cạnh k.  
10  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
„ Pk < 0 và uk < 0  
„ uk ≤ u< 0 thoả mãn bất phương trình sẽ không nằm  
trên đoạn thẳng cần xét.  
„ => uk sẽ nhận là 0 khi uk<0  
„ Pk > 0 và uk > 1  
„ => uk tương ứng sẽ nhận giá trị 1.  
„ điểm nằm trong cửa sổ clipping sẽ có dạng như  
sau:  
„ U1 ≤ u ≤ U2  
11  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
qk  
{ }  
U = min 1 ∪ u : u = , P > 0  
2
k
k
k
P
k
qk  
{ }  
U = max 0 ∪ u : u = , P < 0  
1
k
k
k
P
k
12  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Nicholl-Lee-Nicholl clipping  
„ Some edges are irrelevant to  
a
clipping, particularly if one vertex  
lies inside region.  
„ Cases:  
„ x1 in  
„ x1 in corner region  
a
„ x1 in edge region  
„ For each case, we generate  
specialized test regions for x2, which  
use simple tests (slope, >, <), and  
tell which edges to clip against.  
13  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Nicholl-Lee-Nicholl (2)  
„ Special cases for each endpoint location and slope  
„ Number of cases explodes in 3D, making it  
1
2
unsuitable  
Reject  
3
4
Top  
Top, Right  
Left  
Left, bottom  
Top, Bottom  
14  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Giải thuật đường biên (Boundary - File  
Algorithm)  
„ Giải_thuật_đường_biên ( x, y )  
Color : biến mầu  
Begin  
Color = Readpixel ( x, y );  
If ( Color = mầu tô ) or ( Color = mu ng biên )  
Kết thúc vì chạm biên  
hoặc chạm phần đã tô  
Else  
Giải_thuật_đường_biên ( x+1, y );  
Giải_thuật_đường_biên ( x-1, y );  
Giải_thuật_đường_biên ( x, y+1 );  
Giải_thuật_đường_biên ( x, y-1 );  
// Thực hiện lại giải thuật với các điểm lân cận  
End.  
15  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Giải thuật dòng quét-Scanline cho việc tô  
mầu vùng  
round down  
round up  
AET =  
yma current x denominator current numerator  
x
16  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Giải thuật tô vùng kín theo mẫu  
(Pattern Filling)  
„ Phương pháp 1  
„ Phương pháp 2  
17  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Hiệu ứng răng cưa  
Aliasing  
„ SPATIAL ALIASING, IN PICTURES  
„ moire patterns arise in  
„ image warping & texture mapping  
„ jaggies arise in rendering  
„ TEMPORAL A
„ when resampling an audio signal at a lower  
sampling frequency,  
„ e.g. 50KHz (50,000 samples per second) to  
10KHz  
„ TEMPORAL ALIASING, IN  
FILM/VIDEO  
„ strobing and the “wagon wheel effect”  
„ jaggies in foreground.  
„ jaggies  
18  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
Antialiasing  
„ Méo thông tin trong quá trình lấy mẫu tần số thấp  
sampling frequency  
„ In raster images – leads to jagged edges with hiệu  
ứng bậc thang – staircase effect  
„ We can reduce effects by antialiasing methods to  
compensate for undersampling  
19  
(c) SE/FIT/HUT 2002  
When Does Spatial Aliasing  
Occur?  
„ During image synthesis:  
„ when sampling a continuous (geometric) model to create a raster  
image,  
„ e.g. scan converting a line or polygon.  
„ Sampling: converting a continuous signal to a discrete signal.  
„ During image processing and image synthesis:  
„ when resampling a picture, as in image warping or texture mapping.  
„ Resampling: sampling a discrete signal at a different  
sampling rate.  
Example: “zels to snx by sny pixels  
s>1: called upsampling or interpolation  
can lead to blocky appearance if point sampling is used  
s<1: called downsampling or decimation  
can lead to moire patterns(acn)dSEj/aFgIgTi/eHsUT 2002  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 39 trang yennguyen 14500 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Đồ họa hiện thực ảo - Bài 3: Các giải thuật cơ sở - Lê Tấn Hùng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_do_hoa_hien_thuc_ao_bai_3_cac_giai_thuat_co_so_le.pdf