›
›

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  
hunglt@it-hut.edu.vn  
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 13/04/2022 3560
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