19. Построчный алгоритм удаления невидимых поверхностей Уоткинса.

Т рехмерная задача так же сводится к двухмерной. Для этого производится рассечение сцены плоскостями, перпендикулярными к поверхности экрана, и выполняется анализ полученных в сечении проекций. Алгоритм выполняется по строкам развертки экрана, а плоскости сечения называются плоскостями развертки. Изображения в плоскостях развертки имеют вид набора отрезков; необходимо определить положение пересекающихся отрезков относительно точки наблюдения.

Алгоритм работает в пространстве изображения.

20. Алгоритмы списка приоритетов. Метод сортировки по глубине (Ньюэла – Ньюэла – Санча).

Алгоритмы, использующие список приоритетов, основаны на предварительной сортировке по глубине/приоритету. Цель – получить окончательный список элементов сцены, упорядоченный по приоритету глубины. Если такой список окончательный, то можно последовательно визуализировать элементы, начиная с самых дальних. Более близкие к наблюдателю элементы будут затирать информацию о более дальних в буфере кадров.

Под пространственной оболочкой 3D-объема понимают минимальный прямоугольный параллелепипед, целиком охватывающий объект.

В алгоритме следует выделить три шага:

1. Упорядочение всех объектов/элементов в соответствии с наибольшей z-координатой пространственной оболочки.

2. Разрешение всех неопределенностей, которые возникают при перекрытии z-оболочек объектов.

3. Преобразование каждого из объектов в растровую форму, производится в порядке уменьшения их наибольшей z-координаты.

Рассмотрим подробно пункт 2:

Пусть многоугольник p после упорядочения находится в конце списка, т. е. наиболее удален. Все многоугольники Q, чьи оболочки перекрывают z-оболочку P, должны проходить проверку по пяти тестам. Если на некотором шаге получен утвердительный ответ, то P сразу преобразовывается в растровую форму. Тесты:

1. X-оболочки многоугольников не перекрываются, следовательно сам многоугольники не перекрываются.

2. Y-оболочки многоугольников не перекрываются, следовательно сами многоугольники тоже не перекрываются.

3. P-многоугольник полностью расположен с той стороны он плоскости Q, которая дальше от точки наблюдателя.

4. Объект Q полностью расположен с той стороны от плоскости P, которая ближе расположена к точке наблюдения.

5. Проекции многоугольников P и Q на плоскости X, Y, т. е. на экране, не перекрываются.

Если во всех пяти тестах получен отрицательный ответ, то P действительно закрывает Q, тогда P и Q меняем в списке приоритетов.

В некоторых случаях алгоритм не дает результата:

- произойдет зацикливание, P и Q будут бесконечно меняться местами. Чтобы этого не случилось, вводится ограничение: многоугольники, перемещенные в конец списка, не могут быть повторно перенесен. Вместо этого такой многоугольник Q разделяется плоскостью P на два разных многоугольника Q1 и Q2, после чего новые многоугольники включаются в общий список приоритетов и алгоритм продолжает работу.

Недостаток: приходится прорисовывать все объекты целиком, что значительно тормозит работу. Поэтому алгоритм применим только к простым сценам.