Контрольные вопросы
С помощью каких операций можно формировать графические объекты и сцены?
Что такое сшивка и сглаживание и почему они необходимы при описании графических объектов?
Отличаются ли операции изменения формы объекта для различных геометрических моделей?
Как можно изменять форму поверхностей алгебраических моделей?
16.7. Сравнение моделей графических объектов
При моделировании графических объектов и сцен немаловажное значение имеют объемы записей моделей в компьютер и сложность алгоритмов их обработки. Особенно важно это в случае передачи моделей по сетям связи в реальном времени, поэтому в таблицу сравнения (табл. 16.3) включают объемы записей изображений, получаемые с применением стандартов сжатия графических изображений.
-
Наименование модели
Объем записи, байт
Коэффициент сжатия
2D, пиксельная, стандарт TIFF
6 140776
1
2D, пиксельная, стандарт JPEG
79443
77,2980
Растровая (3D, бинарная)
28 311 552000000
0,000002184
Точечная
1 633 597 200
0,003759
Векторная
74 352
82,5905
Алгебраическая
60
- 102 346,2666
Приведем пример. Для сравнения различных видов моделей были подсчитаны значения объемов необходимой памяти для каждой модели в целях записи многоцветного объекта, состоящего из одной поверхности 2-го порядка — окрашенного в цвета радуги двухосного эллипсоида (рис. 16.24) размером 200 х 180 х 180 мм, размещенного в центре сцены размером 256 х 192 х 192 мм, шероховатость поверхности которого не должна превышать 0,01 мм.
Данные сравнения приведены в табл. 16.3. При вычислении коэффициента сжатия за единицу был принят объем записи изображения в стандарте TIFF.
На примере эксперимента с одной поверхностью нельзя делать обобщающие выводы, однако можно оценить порядок объемов записей изображений и различных моделей, принимая во внимание, что реальные объекты, как правило, состоят из большого числа примитивов.
Преимущество аналитических моделей перед растровыми, точечными и каркасными заключается в компактной форме описания непрерывных абсолютно тонких и бесконечно точных поверхностей (см. табл. 16.3), однако визуализация их представляет собой довольно сложный и трудоемкий вычислительный процесс.
Применение различных эффективных методов вычислительной математики также не гарантирует возможность визуализации таких поверхностей в реальном времени на существующей вычислительной технике. Для этого требуются либо эффективные аппаратные решения (увеличение производительности процессоров, создание специальных геометрических процессоров параллельной обработки частей изображений вплоть до пикселя), либо на определенном этапе преобразование с выбранной точностью аналитической модели в каркасную (векторную), что позволит использовать существующие графические приложения, работающие с этими моделями.
Однако необходимо отметить, что любые преобразования одних моделей в другие должны быть обоснованы, так как, как правило, это ведет к потере информации.