Поппинг (компьютерная графика)

Это преувеличенный пример геометрического уменьшения 3D-объекта с использованием техники уровня детализации. LOD0 — это самая детализированная версия объекта, и каждый последующий LOD снижает качество объекта. Переход без промежуточных шагов с LOD1 на LOD2 будет очевиден для зрителя.

В компьютерной 3D-графике под поппингом понимается нежелательный визуальный эффект , возникающий, когда переход 3D-объекта на другой заранее рассчитанный уровень детализации (LOD) является резким и очевидным для зрителя. ^[1] Алгоритм LOD-ing уменьшает геометрическую сложность 3D-объекта, чем дальше он находится от зрителя, и возвращает эту потерянную сложность, когда зритель приближается к 3D-объекту, заставляя его всплывать .как это становится вдруг более подробным. Алгоритмы LOD-ing могут зависеть от большего количества факторов, чем просто расстояние от зрителя, но часто это основной фактор, который учитывается. Поппинг наиболее заметен при прямом переключении между разными уровнями детализации без промежуточных шагов. Такие методы, как геоморфинг и смешивание уровней детализации , могут значительно уменьшить визуальные эффекты, делая переходы более постепенными.

Смешение уровней детализации

Преувеличенный пример смешивания LOD, чтобы проиллюстрировать, насколько очевидным может быть эффект ореола.

Этот метод, также известный как альфа-смешивание или альфа-композитинг , уменьшает появление всплывающих окон за счет одновременного отображения обоих уровней детализации 3D-модели и их смешивания в течение небольшого периода перехода . ^[2]

В процессе смешивания для каждого LOD указывается значение альфа, которое определяет прозрачность объектов. В начале перехода исходный уровень детализации будет иметь альфа-значение 1,0 (полностью непрозрачный), а новый уровень детализации будет иметь альфа-значение 0,0 (полностью прозрачный). Когда зритель приближается к 3D-объекту и достигает расстояния, при котором обычно происходит изменение уровня детализации, альфа-значения уровня детализации будут постепенно переключаться до тех пор, пока новый уровень детализации не будет иметь альфа-значение 1,0, после чего исходный уровень детализации больше не будет отображаться. ^[3]

Важно подчеркнуть, что смешивание LOD происходит только на расстоянии, на котором LOD обычно изменяется, и только на небольшом расстоянии. Таким образом, если во время симуляции изменение LOD произойдет на 100 единицах расстояния, то процесс смешивания LOD начнется на 95 единицах расстояния и завершится на 105 единицах расстояния.

Смешение LOD имеет два основных недостатка. Это затратно с точки зрения вычислительной мощности , поскольку оба LOD рендерятся одновременно для смешивания, и может быть контрпродуктивным, поскольку причина использования алгоритмов LOD-ing заключается в снижении затрат на рендеринг сцен. Этот метод не эффективен, когда зритель находится близко к 3D-объекту, поскольку процесс смешивания будет очевиден и приведет к видимому эффекту ореола .

Геоморфинг

Геоморфинг создает более плавный переход между LOD0 и LOD1 за счет создания аппроксимированных сеток, выступающих в качестве промежуточных шагов.

Геоморфинг — это метод, который уменьшает всплывающие окна во время изменения детализации путем добавления аппроксимаций 3D-модели , которые служат промежуточными шагами между двумя уровнями детализации для создания плавного перехода. Схлопывание краев (удаление вершин) и разделение вершин (добавление вершин) являются основными операциями по изменению 3D-модели с использованием этого метода.

Традиционный геоморфинг создает последовательность 3D-моделей между двумя уровнями детализации. Последовательность не может быть прервана после того, как она началась, и никакие модификации не могут быть внесены в нее до тех пор, пока изменение LOD не будет завершено. Из-за этого ограничения традиционный геоморфинг не подходит для интерактивного моделирования, поскольку процесс нельзя быстро обратить вспять, если условия неожиданно изменятся.

Геоморфинг в реальном времени напрямую изменяет отдельные вершины 3D-модели, чтобы настроить ее уровень детализации. Это позволяет вносить изменения в геоморф во время любого кадра , либо останавливать текущие преобразования, либо инициировать дальнейшие преобразования 3D-модели. Поскольку несколько вершин могут трансформироваться независимо друг от друга, некоторые вершины необходимо временно заблокировать, чтобы обеспечить плавный переход, что может привести к задержке изменения уровня детализации. Гибкость геоморфинга в реальном времени делает его эффективным решением для интерактивного моделирования . ^[4]

Смотрите также

Прогрессивные сетки

внешняя ссылка

Пример появления LOD

использованная литература

^ М. Човер, Дж. Гумбау, А. Пуч-Сентельлес, О. Рипольес, Ф. Рамос (июнь 2009 г.) «Визуализация непрерывных сеток с уровнем детализации с помощью маскирующих полос», Графические модели , стр. 185
^ «Определение альфа-смешивания» . ПКМАГ . Проверено 7 августа 2021 г. .
^ Д. Любке, М. Редди, Дж. Д. Коэн, А. Варшни, Б. Уотсон, Р. Хюбнер: Уровень детализации 3D-графики, Морган Кауфманн, 2002, ISBN 0-321-19496-9
^ К. Чон, С. Ли, Л. Маркосян, А. Ни (сентябрь 2005 г.) «Контроль деталей в линейных чертежах трехмерных сеток» , Springer-Verlag , стр. 700

[J1-1] М. Човер, Дж. Гумбау, А. Пуч-Сентельлес, О. Рипольес, Ф. Рамос (июнь 2009 г.) «Визуализация непрерывных сеток с уровнем детализации с помощью маскирующих полос», Графические модели , стр. 185

[2] «Определение альфа-смешивания» . ПКМАГ . Проверено 7 августа 2021 г. .

[B1-3] Д. Любке, М. Редди, Дж. Д. Коэн, А. Варшни, Б. Уотсон, Р. Хюбнер: Уровень детализации 3D-графики, Морган Кауфманн, 2002, ISBN 0-321-19496-9

[J2-4] К. Чон, С. Ли, Л. Маркосян, А. Ни (сентябрь 2005 г.) «Контроль деталей в линейных чертежах трехмерных сеток» , Springer-Verlag , стр. 700

[1]