Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Потенциально видимые наборы используются для ускорения рендеринга трехмерных сред. Это форма отбраковки окклюзии , при которой набор кандидатов потенциально видимых многоугольников предварительно вычисляется, а затем индексируется во время выполнения, чтобы быстро получить оценку видимой геометрии. Термин ПВСиногда используется для обозначения любого алгоритма отсечения окклюзии (поскольку, по сути, это то, что вычисляют все алгоритмы окклюзии), хотя почти во всей литературе он используется специально для обозначения алгоритмов отсечения окклюзии, которые предварительно вычисляют видимые наборы и связывают их наборы с регионами в космосе. Чтобы создать эту ассоциацию, пространство обзора камеры (набор точек, из которых камера может визуализировать изображение) обычно подразделяется на (обычно выпуклые) области, и для каждой области вычисляется PVS.

Выгоды против затрат [ править ]

Преимущества разгрузки видимости в качестве предварительного процесса:

  • Приложению просто нужно найти предварительно вычисленный набор с учетом его позиции просмотра. Этот набор может быть дополнительно сокращен путем отбраковки усеченного конуса . С вычислительной точки зрения это намного дешевле, чем вычисление видимости на основе окклюзии для каждого кадра.
  • В кадре время ограничено. Только 1/60 секунды (при частоте кадров 60 Гц) доступна для определения видимости, подготовки рендеринга (при условии графического оборудования), искусственного интеллекта, физики или любого другого кода, специфичного для приложения. Напротив, автономная предварительная обработка потенциально видимого набора может занять столько времени, сколько требуется для вычисления точной видимости.

К недостаткам можно отнести:

  • Существуют дополнительные требования к хранению данных PVS.
  • Время предварительной обработки может быть долгим или неудобным.
  • Не может использоваться для полностью динамических сцен.
  • Видимый набор для области в некоторых случаях может быть намного больше, чем для точки.

Основная проблема [ править ]

Основная проблема в вычислении PVS тогда становится: вычислить набор многоугольников, которые могут быть видны из любого места внутри каждой области набора многогранных областей.

Существуют различные классификации алгоритмов PVS в зависимости от типа вычисляемого набора видимости. [1] [2]

Консервативные алгоритмы [ править ]

Они постоянно переоценивают видимость, так что нельзя пропустить ни один видимый треугольник. Конечный результат состоит в том, что ошибка изображения невозможна, однако можно сильно переоценить видимость, что приведет к неэффективному рендерингу (из-за рендеринга невидимой геометрии). Основное внимание в исследовании консервативных алгоритмов уделяется максимальному слиянию окклюдера , чтобы уменьшить это завышение. Список публикаций по этому типу алгоритмов обширен - хорошие обзоры по этой теме включают Cohen-Or et al. [2] и Дюран. [3]

Агрессивные алгоритмы [ править ]

Они постоянно занижают видимость, так что в наборе PVS не существует лишних (невидимых) полигонов, хотя можно пропустить действительно видимый полигон, что приведет к ошибкам изображения. Основное внимание при агрессивном исследовании алгоритмов уделяется уменьшению потенциальной ошибки. [4] [5]

Примерные алгоритмы [ править ]

Это может привести как к избыточности, так и к ошибке изображения. [6]

Точные алгоритмы [ править ]

Они обеспечивают оптимальные наборы видимости, при которых отсутствуют ошибки изображения и избыточность. Однако они сложны в реализации и обычно работают намного медленнее, чем другие алгоритмы видимости на основе PVS. Теллер вычислил точную видимость сцены, разделенной на ячейки и порталы [7] (см. Также рендеринг портала ).

Первые универсальные трехмерные решения были представлены в 2002 году Nirenstein et al. [1] и Биттнер. [8] Haumont et al. [9] значительно улучшают производительность этих методов. Биттнер и др. [10] решить проблему для городских сцен в формате 2.5D. Несмотря на то, что это не совсем связано с вычислением PVS, работа Дюрана [3] над комплексом трехмерной видимости и трехмерным каркасом видимости дает отличные теоретические основы аналитической видимости.

Видимость в 3D по своей сути является четырехмерной проблемой. Чтобы решить эту проблему, решения часто выполняются с использованием координат Плюккера , которые эффективно линеаризуют проблему в 5D проективном пространстве . В конечном итоге эти проблемы решаются с помощью конструктивной твердотельной геометрии более высоких измерений .

Вторичные проблемы [ править ]

Вот некоторые интересные второстепенные проблемы:

  • Вычислите оптимальное подразделение, чтобы максимизировать выборку видимости. [7] [11] [12]
  • Сжимайте данные видимого набора, чтобы минимизировать накладные расходы на хранение. [13]

Варианты реализации [ править ]

  • Часто нежелательно или неэффективно просто вычислять видимость на уровне треугольника. Графическое оборудование предпочитает, чтобы объекты были статичными и оставались в видеопамяти. Следовательно, обычно лучше вычислять видимость для каждого объекта и разделять любые объекты, которые могут быть слишком большими, по отдельности. Это добавляет консервативности, но дает лучшее использование оборудования и сжатие (поскольку данные о видимости теперь относятся к каждому объекту, а не по треугольнику).
  • Вычисление видимости ячейки или сектора также является преимуществом, поскольку, определяя видимые области пространства , а не видимые объекты, можно отсеивать не только статические объекты в этих областях, но также и динамические объекты.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b С. Ниренштейн, Э. Блейк и Дж. Гейн. Точная выборка видимости из региона , Материалы 13-го семинара по рендерингу, страницы 191–202. Еврографическая ассоциация, июнь 2002 г.
  2. ^ a b Cohen-Or, D .; Chrysanthou, YL; Сильва, Коннектикут; Дюран, Ф. (2003). «Обзор видимости для пошаговых приложений». IEEE Transactions по визуализации и компьютерной графике . 9 (3): 412–431. CiteSeerX  10.1.1.148.4589 . DOI : 10.1109 / TVCG.2003.1207447 .
  3. ^ a b 3D-видимость: аналитическое исследование и приложения , Фредо Дюран, докторская диссертация, Университет Жозефа Фурье, Гренобль, Франция, июль 1999 г., во многом связан с расчетами точной видимости.
  4. ^ Шон Ниренштейн и Эдвин Блейк, Аппаратное ускорение предварительной обработки видимости с использованием адаптивной выборки , Методы рендеринга 2004: Материалы 15-го симпозиума Eurographics по рендерингу, 207-216, Норрчёпинг, Швеция, июнь 2004 г.
  5. ^ Вонка, P .; Wimmer, M .; Чжоу, К .; Maierhofer, S .; Hesina, G .; Решетов, А. (июль 2006 г.). Выборка управляемой видимости . Транзакции ACM на графике . Материалы ACM SIGGRAPH 2006. 25 . С. 494–502. DOI : 10.1145 / 1179352.1141914 . ISBN 978-1595933645.
  6. ^ Гоцман, C .; Сударский, О .; Файман, Дж. А. (октябрь 1999 г.). «Оптимизированное удаление окклюзии с использованием пятимерного подразделения» (PDF) . Компьютеры и графика . 23 (5): 645–654. DOI : 10.1016 / S0097-8493 (99) 00088-6 .
  7. ^ a b Сет Теллер, Расчеты видимости в плотно закрытых многогранных средах (докторская диссертация, Беркли, 1992)
  8. ↑ Иржи Биттнер. Иерархические методы вычислений наглядности , докторская диссертация. Департамент компьютерных наук и инженерии. Чешский технический университет в Праге. Поступила в октябре 2002 г., защищена в марте 2003 г.
  9. ^ Денис Haumont, Otso Mäkinen & Shaun Nirenstein (июнь 2005). Низкоразмерная структура для запросов точного перекрытия многоугольника в многоугольник . Методы рендеринга 2005: Материалы 16-го симпозиума Eurographics по рендерингу, Констанц, Германия. С. 211–222. CiteSeerX 10.1.1.66.6371 . DOI : 10.2312 / EGWR / EGSR05 / 211-222 . 
  10. ↑ Иржи Биттнер; Питер Вонка и Майкл Виммер (2005). «Быстрая точная видимость из региона в городских условиях» (PDF) . В материалах симпозиума Eurographics по рендерингу : 223–230. DOI : 10.2312 / EGWR / EGSR05 / 223-230 .
  11. ^ Д. Haumont, О. Debeir и Ф. Sillion (сентябрь 2003). «Объемная генерация ячеек и порталов». Графический форум . 22 (3): 303–312. CiteSeerX 10.1.1.163.6834 . DOI : 10.1111 / 1467-8659.00677 . 
  12. ^ Оливер Mattausch; Иржи Биттнер; Майкл Виммер (2006). «Конструкция ячеек с адаптивным обзором на основе видимости». Материалы симпозиума Eurographics по рендерингу : 195–205. CiteSeerX 10.1.1.67.6705 . DOI : 10.2312 / EGWR / EGSR06 / 195-205 . 
  13. Перейти ↑ Michiel van de Panne & A. James Stewart (июнь 1999 г.). «Эффективные методы сжатия для предварительно вычисленной видимости». Eurographics Семинар по рендерингу : 305–316. CiteSeerX 10.1.1.116.8940 . 

Внешние ссылки [ править ]

Страницы цитируемого автора (включая публикации):

  • Иржи Биттнер
  • Дэниел Коэн-Ор
  • Фредо Дюран
  • Денис Хомон
  • Шон Ниренштейн
  • Сет Теллер
  • Питер Вонка

Другие ссылки:

  • Избранные публикации о видимости