30 Алговитм Ву.

Алгоритм Ву — это алгоритм разложения отрезка в растр со сглаживанием. Алгоритм сочетает высококачественное устранение ступенчатости и скорость, близкую к скорости алгоритма Брезенхема без сглаживания.

Горизонтальные и вертикальные линии не требуют никакого сглаживания, поэтому их рисование выполняется отдельно. Для остальных линий алгоритм Ву проходит их вдоль основной оси, подбирая координаты по неосновной оси аналогичноалгоритму Брезенхема. Отличие состоит в том, что в алгоритме Ву на каждом шаге устанавливается не одна, а две точки. Например, если основной осью является Х, то рассматриваются точки с координатами (х, у) и (х, у+1). В зависимости от величины ошибки, которая показывает как далеко ушли пиксели от идеальной линии по неосновной оси, распределяется интенсивность между этими двумя точками. Чем больше удалена точка от идеальной линии, тем меньше ее интенсивность. Значения интенсивности двух пикселей всегда дают в сумме единицу, то есть это интенсивность одного пикселя, в точности попавшего на идеальную линию.

31 Методы построения трехмерных сцен.

Растеризация — это перевод изображения, описанного векторным форматом в пиксели или точки, для вывода на дисплей или принтер.

наложение сетки, каждая из ячеек которой обрабатывается особым образом. В простейшем случае одна ячейка — один пиксель. Однако применяется и неоднотонная заливка ячейки, а по сложным алгоритмам — заливка оттенками цвета от одного края до другого, так называемая градиентная.

Ray casting, рейкастинг, Метод «бросания лучей» — один из методов рендеринга , при котором сцена строится на основе замеров пересечения лучей с визуализируемой поверхностью.

 из глаз наблюдателя выпускается определенное количество лучей. Лучи выпускались только в одной плоскости, а трехмерное изображение строилось с использованием расстояния от точки наблюдателя, до ближайшей точки пересечения с обьектом.

Трассировка пути — методика рендеринга в компьютерной графике, которая стремится симулировать физическое поведения света настолько близко к реальному, насколько это возможно. Трассировка пути является обобщением традиционной трассировки, алгоритм которой трассирует лучи в направлении от виртуальной камеры сквозь пространство; луч «отскакивает» от предметов до тех пор, пока полностью не поглотится или рассеется. Качество изображений, получаемых при помощи метода трассировки пути, как правило, лучше, чем качество изображений, полученных другими методами рендеринга, однако трассировка пути требует гораздо больших затрат производительности.

32.Метод трассировки лучей.

Основная идея метода трассировки лучей очень проста: для каждого пикселя на дисплее движок рендеринга проводит прямой луч от глаза наблюдателя (камеры) до элемента выводимой сцены. Первое пересечение используется для определения цвета пикселя как функции пересекаемой поверхности элемента.

Необходимо определить освещение пикселя, что требует проведения вторичных лучей (в отличие от первичных лучей, которые определяют видимость разных объектов, составляющих сцену). Чтобы рассчитать эффекты освещения сцены, проводятся вторичные лучи от точек пересечения к разным источникам света. Если эти лучи блокируются объектом, то данная точка находится в тени, которую отбрасывает рассматриваемый источник света. Совокупность всех вторичных лучей, которые достигают источника света, определяет качество освещения, которое попадает на наш элемент сцены.

Чтобы получить наиболее реалистичный рендеринг, необходимо учитывать характеристики отражения и преломления материала. нужно знать, какое количество света отражается в точке пересечения первичного луча, а также количество света, которое проходит через материал в этой точке. Опять же, для расчёта финального цвета пикселя необходимо проводить лучи отражения и преломления.

В итоге мы получаем несколько типов лучей. Первичные лучи используются для определения видимости объекта и напоминают своего рода Z-буфер, используемый в растеризации. А вторичные лучи разделяются на следующие:

лучи тени/освещения;

лучи отражения;

лучи преломления.