Esistono diversi algoritmi per risolvere questo problema, ognuno con diverse complessità e caratteristiche delle prestazioni. Possono essere ampiamente classificati in:
1. Metodi dello spazio degli oggetti: Questi algoritmi funzionano direttamente con le descrizioni geometriche degli oggetti nella scena. Confrontano gli oggetti tra loro per determinare la visibilità. In generale, sono meno efficienti per scene complesse. Esempi includono:
* Rimozione del retro: Questo è il metodo più semplice. Abbava i poligoni (scarti) i cui normali indicano lo spettatore. Sebbene veloce, risolve solo parte del problema e lascia molte superfici nascoste.
* Depth-Sort (Algoritmo del pittore): Questo algoritmo ordina i poligoni per la loro distanza dallo spettatore (profondità). I poligoni più lontani vengono resi per primi, quindi quelli più vicini vengono resi in cima, in modo efficace "dipingendo" sulle porzioni nascoste. È semplice ma può soffrire di problemi con poligoni che intersecano (che richiedono la scissione di poligoni).
2. Metodi dello spazio di immagine: Questi algoritmi funzionano direttamente sul piano dell'immagine (schermo). Determinano la visibilità su base pixel per pixel. Sono generalmente più efficienti per scene complesse. Esempi includono:
* Z-buffer (tampone di profondità) Algoritmo: Questo è il metodo più utilizzato. Mantiene un buffer di profondità (un array 2D) della stessa dimensione dello schermo, memorizzando il valore di profondità (distanza dal visualizzatore) per ciascun pixel. Man mano che i poligoni vengono resi, i loro valori di profondità vengono confrontati con i valori nel buffer Z. Se un poligono è più vicino, il suo valore di profondità sostituisce quello esistente e il pixel viene aggiornato con il colore del poligono. Altrimenti, il pixel rimane invariato.
* Algoritmo di linea di scansione: Questo algoritmo elabora la scansione della scena uno (linea orizzontale) alla volta. Per ogni linea di scansione, determina quali poligoni intersecano la linea e quindi ordina i poligoni in profondità per determinare la visibilità.
* Algoritmo A-buffer: Un'estensione del buffer Z che memorizza più informazioni per pixel, consentendole di gestire la trasparenza e altri effetti in modo più efficace. Memorizza un valore di profondità, un valore di copertura (parte del pixel coperto da un poligono) e informazioni sul colore.
* Ray Tracing: Questo metodo traccia i raggi dall'occhio dello spettatore attraverso ogni pixel sullo schermo nella scena. Il primo oggetto intersecato da ciascun raggio determina il colore di quel pixel. Può gestire riflessi e rifrazioni elegantemente. Sebbene computazionalmente costoso, produce immagini altamente realistiche.
Scegliere un metodo:
La scelta del metodo di rilevamento della superficie visibile dipende da fattori come:
* Complessità della scena: Per scene semplici, potrebbero essere sufficienti i metodi dello spazio degli oggetti. Scene complesse generalmente richiedono metodi di spazio di immagine.
* livello di realismo desiderato: Ray Tracing produce il più alto realismo ma è computazionalmente intensivo. Il buffering Z è un buon compromesso tra velocità e qualità.
* Funzionalità hardware: La disponibilità di hardware specializzato (ad es. Hardware Z-buffer) può influenzare la scelta.
Nell'hardware grafico moderno, l'algoritmo Z-buffer è fortemente ottimizzato ed è quasi universalmente impiegato per una rimozione di superficie nascosta rapida e ragionevolmente accurata. Ray Tracing e altre tecniche più sofisticate vengono spesso utilizzate per applicazioni di rendering di fascia alta in cui la velocità è meno critica della qualità dell'immagine.
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