Visibilidade Edward Angel, Cap. 7 Apontamentos CG

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1 Visibilidade Edward Angel, Cap. 7 Apontamentos CG
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2 Parâmetros câmara Ortogonal
OpenGL glOrtho(left, right, bottom, top, near, far) three.js OrthographicCamera( left, right, top, bottom, near, far ) © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

3 Questão 5, repescagem 14/15 [3.0v] Considere o algoritmo de discretização de polígonos estudado nas aulas e a seguinte figura. x 1 2 4 y A B C © 2012 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

4 a) Quais são os segmentos de recta armazenados na Tabela de Arestas Activas na linha Y=4? b) Quais são os segmentos de recta armazenados na Tabela de Arestas Activas na linha Y=2? Qual o conteúdo de cada entrada? c) Quais são os segmentos de recta armazenados na Tabela de Arestas Activas na linha Y=1? x 1 2 4 y A B C a) {} b) {CA, BA} – CA=<4,1,0> BA=<4,-1,3> c) {CA, BA} © 2012 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

5 Visibilidade Edward Angel, Cap. 7 Apontamentos CG
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6 Pipeline de Visualização 3D
Conceitos Básicos - CG Pipeline de Visualização 3D © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

7 Pipeline de Visualização 3D
Conceitos Básicos - CG Pipeline de Visualização 3D © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

8 Nas últimas aulas Rasterização Discretização de linhas
Preenchimento de polígonos Sombreamento © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

9 Sumário Rasterização Discretização de linhas
Preenchimento de polígonos Sombreamento Visibilidade © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

10 Sombreamento © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

11 Sombreamento Métodos Principais
Conceitos Básicos - CG Sombreamento Métodos Principais Sombreamento Constante (Flat Shading) Sombreamento de Gouraud (Gouraud Shading) Sombreamento de Phong (Phong Shading) Diferente de modelo de iluminação de Phong © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

12 Sombreamento Conceitos Básicos - CG
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13 Sombreamento Conceitos Básicos - CG
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14 Algoritmo Z-Buffer Remoção de Superfícies Ocultas
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15 Algoritmo Z-Buffer Características
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Características Necessita de um buffer para armazenar a profundidade Z Não necessita ordenação de polígonos mas.... (ver à frente) Não necessita de cálculos de intersecções Pode ser facilmente integrado com algoritmo de rasterização de polígonos (scan-line) © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

16 Algoritmo Z-Buffer Funcionamento
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Funcionamento © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

17 Algoritmo Z-Buffer Passos do Algoritmo
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Passos do Algoritmo Inicializa o Z-Buffer com a profundidade máxima Inicializa o Frame-Buffer com a cor de fundo Para cada polígono Para cada ponto do polígono: pz = valor de z (x, y) Se pz < ReadZ (x, y): WriteZ (x, y, pz); WritePixel (x, y, Cor em(x,y)) © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

18 Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto Para polígonos planares Temos equação do plano que suporta o polígono Então: Computacionalmente caro! Ax + By + Cz + D = 0 z = ( - D - Ax - By ) / C © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

19 Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto Y linha de varrimento (s) Za Zb Zp Z1 Z2 Z3 Y1 Ys Y2 Y3 Interpolação Bilinear © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

20 Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto Interpolação bilinear ao longo de uma linha de varrimento tirando partido da coerência de “scan line” Conhecendo o valor z1 do ponto P1 (x,y), Pode-se calcular o valor z2 do ponto P2 (x + Δx, y) com x = 1 z2 = z1 - A (x) z2 = z1 - A / C C © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

21 Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto Y linha de varrimento (i) Za,i Zb,i Z1 Z2 Z3 Y1 Yi Y2 Y3 Za,i-1 Zb,i-1 Cálculo Incremental Conhecendo za,i para Pi (x,y) pode obter-se za,i+1 de Pi+1 (x, y+1) pela expressão Zi+1 = zi - B / C ( y = 1 ) © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

22 Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Cálculo de Z num ponto Y linha de varrimento (i) Za,i Zb,i Zi,j Z1 Z2 Z3 Y1 Yi Y2 Y3 Cálculo Incremental Conhecendo zi,j para Pi,j (x,y) pode obter-se zi,j+1 de Pi,j+1 (x+1,y) pela expressão zi,j+1 = zi,j - A / C ( x = 1 ) © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

23 Algoritmo Z-Buffer Vantagens
Conceitos Básicos - CG Algoritmo Z-Buffer Vantagens Espaço de memória independente do nº de polígonos Aplicável a qualquer forma Realizado em hardware Mas… Melhora o desempenho com pré-ordenação em Z Problemas de aliasing (solução: A-Buffer) © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

24 Double Buffering © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

25 Buffer: n x m elementos de k bits
Buffers Introdução Buffer: n x m elementos de k bits

26 Buffers em GL

27 Buffers em GL

28 Single vs Double Buffering
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29 Double Buffering SwapBuffers() API API
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30 Depth Test Teste de profundidade (usando z-buffer)
Implementa visibildade/oclusões Compara valor de Z do fragmento com valor do Z-buffer Descarta condicionalmente, ou pinta e actualiza Z-buffer © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL

31 Pipeline de Visualização 3D
Conceitos Básicos - CG Pipeline de Visualização 3D © 2011 Corpo docente de Computação Gráfica / CG&M / DEI / IST / UTL