КЛАССИФИКАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИДИМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Алгоритмы исследования видимых поверхностей классифицируют согласно тому, что в них фигурирует - определения объектов или их спроектированные образы. Данные подходы называются методами пространства объектов и пространства изображений соответственно. В методах первого класса объекты и части объектов сравниваются друг с другом в контексте предложенного определения сцены, и в результате некоторые поверхности помечаются как видимые. В алгоритмах пространства изображений видимость определяется для каждого положения пикселя на плоскости проекции. В большинстве алгоритмов выявления видимых поверхностей используются методы пространства изображений, хотя в некоторых случаях для локализации видимых поверхностей можно эффективно использовать методы пространства объектов. В алгоритмах отображения линий, например, для идентификации видимых линий каркасных изображений обычно используются методы пространства объектов, хотя исследовать видимые линии можно с помощью многих алгоритмов определения видимых поверхностей в пространстве изображений.
Базовые подходы, принятые в различных алгоритмах выявления видимых поверхностей, могут довольно значительно отличаться, однако в большинстве для улучшения производительности используются методы сортировки и когерентности. Сортировка облегчает сравнение по глубине, упорядочивая отдельные поверхности на сцене согласно их расстоянию от плоскости наблюдения. Методы когерентности построены на регулярности структур на сцене. Отдельная строка развертки очень часто содержит интервалы (серии) пикселей постоянной интенсивности, кроме того, структура строки развертки зачастую сохраняется при переходе к следующей строке. Кадры с анимацией, например, изменяются только в окрестности движущихся объектов. Кроме того, между объектами на сцене часто можно установить постоянные связи.
Рис. 9.3. Наблюдение выпуклого многоугольника, одна грань которого частично скрыта другими гранями объекта Исследуя параметр С для различных плоских поверхностей, описывающих объект, можно непосредственно выявить все невидимые грани. Для одного выпуклого многогранника, например, пирамиды, изображенной на рис. 9.2, данная проверка определяет все скрытые поверхности на сцене, поскольку любая поверхность является либо полностью видимой, либо полностью невидимой. Кроме того, если сцена содержит только неперекрывающиеся выпуклые многоугольники, то с помощью метода определения невидимых граней снова выявляются все скрытые поверхности.
Для других объектов, таких как вогнутый многоугольник, изображенный на рис. 9.3, необходимо больше проверок, чтобы определить наличие граней, полностью или частично загороженных другими гранями. Стоит ожидать, что обычная сцена будет содержать объекты, накладывающиеся вдоль линии наблюдения, поэтому придется определить, где наблюдаемые объекты частично или полностью скрыты другими объектами. Вообще, хороший алгоритм удаления невидимых граней должен отсеивать около половины многоугольных поверхностей на сцене.