Если требуется получить реалистичное изображение сцены, задние части объектов полностью удаляются, и отображаются только видимые поверхности. В этом случае применяются процедуры визуализации поверхностей, и в результате пиксели экрана определяются только цветом передних поверхностей.
Рис. 7.5. Каркасное представление пирамиды (панель а) не содержит информации о глубине, с помощью которой можно было бы понять, как наблюдается объект: сверху от вершины (панель б) или снизу от основания (панель в)
Рис. 7.6. Каркасный объект изображен с упорядочением по глубине, где яркость линий уменьшается при переходе от передних граней объекта к задним ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Чтобы повысить реалистичность изображений, поверхности объектов визуализируются с использованием условий освещения сцены и заданных характеристик поверхности. Условия освещенности задаются через цвет и положение источников света, также можно задать эффекты фонового освещения. Поверхностные свойства объектов включают степень прозрачности объекта и то, гладкая она или шероховатая. Задавая параметры, можно моделировать такие поверхности, как стекло, пластик, волокно древесины и шероховатая поверхность апельсина. На рис. 7.7 для получения реалистичной сцены использованы методы визуализации поверхности, перспективное проектирование и определение видимых поверхностей.
Рис. 7.7. Реалистичное изображение комнаты, полученное с помощью перспективной проекции, наложения эффектов освещения и выбора свойств поверхности (перепечатано с разрешения Джона Снайдера (John Snyder), Джеда Ленгила (Jed Lengyel), Девендры Капры (Devendra Kalra) и Аль Барра (Al Barr), Калифорнийский технологический институт.
© 1992, Caltech)
РАЗОБРАННЫЙ ВИД И ВИД В РАЗРЕЗЕ
Многие графические объекты позволяют определять объекты как иерархические структуры и хранить информацию о внутренних деталях объектов. Изображение таких объектов в разрезе или разобранном состоянии можно использовать для демонстрации внутренней структуры и связей между частями объектов. На рис. 7.8 показано несколько типов изображений в разобранном виде. Альтернативой разборке объекта на компоненты является вид в разрезе (рис. 7.9), когда часть видимых поверхностей удаляется, чтобы показать внутреннюю структуру предмета.
ТРЕХМЕРНОЕ И СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ НАБЛЮДЕНИЕ
Другие методы повышения реалистичности компьютерной сцены включают использование трехмерных изображений и стереоскопических проекций. Как отмечалось в главе 2, трехмерные проекции можно получить, отражая растровое изображение от вибрирующего гибкого зеркала. Вибрации зеркала синхронизированы с изображением сцены на ЭЛТ. При вибрации фокусное расстояние меняется так, что каждая точка сцены отражается в пространственное положение, соответствующее ее глубине.
Стереоскопические устройства предоставляют две проекции сцены: одну для левого глаза, а другую для правого. Точки наблюдения соответствуют положению глаз наблюдателя. Эти две проекции обычно поочередно отображаются на растровом мониторе. Если смотреть на монитор через специальные очки, которые по очереди затеняют обе линзы синхронно с циклами обновления монитора, можно наблюдать сцену, отображенную с трехмерным эффектом.