计算机图形学– 3D扫描线算法（隐藏表面去除）

该算法基于图像空间方法和相干概念。顾名思义，它本身就是扫描线算法，因此它一次只处理一行，而不是一次处理一个像素(光栅显示中的一个点)。该算法的工作原理如下：

1. 在此，从左到右检查(处理)扫描线与多边形表面相交的每个点。
2. 进行深度计算(如果找到重叠的表面)以识别更靠近视平面的多边形的隐藏区域(可见表面)。
3. 一旦可见表面(隐藏表面)被识别，则当且仅当相应表面的标记处于打开状态时，相应的颜色强度值才会更新到刷新缓冲区(帧缓冲区)中。
4. 该算法可有效地处理一个或多个多边形表面，并且该算法只是“多边形填充”的“扫描线”算法的扩展。

扫描线算法使用的数据结构

扫描线算法使用以下数据结构：

1.边缘列表表(列表)：此列表通过存储所有边缘的端点坐标来维护所有边缘的记录。我们选择的x坐标，其Y坐标= Y _min。

图。1

2.活动边表(列表)：此表包含当前扫描线相交(相交)的多边形的所有那些边。边以排序方式(x的递增值)放入表中。

图2

3.多边形表(列表)：此列表包括：

• 多边形ID。
• 平面方程。
• 表面的颜色信息。
• 表面标记(开/关)。

图3

让我们通过图4下图所示的示例进一步了解：

图4

在此，给出两个分别由三条扫描线S ₁ ，S ₂ ，S ₃相交的重叠多边形。因此，如果应用扫描线算法以识别隐藏表面(可见表面)会发生什么?

1.首先，检查扫描线(S ₁ )，

• 活动边缘表(Aet)包含：[AD，BC，RS，PQ]和
• _{曲面(S 1} )和曲面(S ₂ )的标志设置为“ on”，而BX和RX之间的区域的标志设置为“ off”，因为它是多边形表面的外部区域，并且在视图中不投影-port(显示设备)，现在
• 将相应表面的颜色强度放入帧缓冲区(刷新缓冲区)中。

2.然后，处理扫描线(S ₂ )，其

• 活动边缘表(Aet)包含：[AD，BC，RS，PQ]和
• 曲面(ABCD)和曲面(PQRS)的标志设置为“ on”，
• 两个多边形表面彼此重叠，因此对于该重叠区域，应考虑哪一个表面强度?因此要回答这个问题，可以计算出表面(S ₁ )和表面(S ₂ )_{的深度(Z min)} 在这个重叠部分中，接下来，
• 如果深度(S ₁ )>深度(S ₂ )，则将表面S ₁的标志=“ on”和表面S _1的强度视为S ₂ ，现在
• 将其标志设置为on的相应表面的颜色强度放到帧缓冲区(刷新缓冲区)中。

3.作为 扫描线_(S3)从其中的扫描线_(S2)被传递，S ₃也具有同样的活性边缘表(AET)成分为S ₂具有通过相同的部分和无需计算的深度(S1)和深度(S2)再次使S ₃可以利用相干性的概念。

注意：连贯性是一种概念，它利用了场景所具有的规则性和均匀性。

扫描线算法

• 使用所有具有其相应端点的边来初始化Edge表。
• 初始化活动边表，使所有沿当前扫描线相交的边按排序顺序(x的递增顺序)
• 使用[多边形ID，平面方程，表面的颜色信息，表面的标志(打开/关闭)]初始化多边形表。
• 现在，对所有扫描线重复以下步骤：
  • 使用Y坐标作为值，按排序顺序在活动边列表中输入相应的值。
  • 使用扫描多边形，直到Flag =“ on”，然后执行color_intensity = background color。
  • 当一个多边形的Flag =“ on”时，相应的多边形表面(S _i)的颜色强度将插入到帧缓冲区(刷新缓冲区)中。
  • 当两个或两个以上的多边形表面重叠且其Flag =“ on”时，找出多边形表面相应区域的深度，并设置Color_intensity = min [depth(S1)，depth(S2)]。
  • 对其余平面使用“相干性”概念。