Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
№14. 3D – рендеринг. Этап сканирования объема.
Способы воксельного рендеринга различаются, главным образом, стратегией сканирования: пиксель за пикселем (упорядочение по изображению) или воксель за вокселем (упорядочение по объему). При сканировании с упорядочиванием по изображению объемные данные выбираются на лучах вдоль направления наблюдения. Этот метод известен как метод отслеживания луча.
Метод отслеживания луча является очень гибким и хорошо понятным приемом сканирования. Сравнительно легко совмещать методы рендеринга для непрозрачных, полупрозрачных и прозрачных поверхностей. Кроме того, сканирование по изображению можно одновременно использовать для рендеринга как воксельных, так и поверхностных данных. Качество изображения можно изменять, увеличивая или уменьшая шаг выборки данных. Все иллюстрации, представленные в данной статье получены с использованием алгоритма отслеживания луча.
С другой стороны, применимость алгоритмов отслеживания луча ограничивается требованиями большого объема памяти и высокой мощности компьютера. Для того, чтобы объект можно было рассматривать с различных направлений, необходимо обеспечить произвольный доступ ко всем входным объемным данным. Кроме того, для косых лучей требуется интерполяция интенсивностей в точках выборки данных. Для уменьшения времени вычислений процедуру рендеринга начинают с малой плотности выборки данных, чтобы быстро сгенерировать результирующий вид. Если пользователь не вносит каких-либо изменений, то плотность выборки данных постепенно увеличивается до максимального разрешения. Другой прием использует то, что большое количество времени тратится на трассировку пустого пространства вдали от изображаемых объектов. Если ограничивать лучи так, чтобы сканировать данные только внутри предопределенного объема вокруг рассматриваемых объектов, то время сканирования сильно уменьшается.
При сканировании с упорядочиванием по объему входные объемные данные выбираются вдоль строк и столбцов 3D массива и производится проецирование выбранного вида на плоскость изображения в направлении наблюдения. Объем можно сканировать, начиная с вокселей, находящихся на максимальном расстоянии от плоскости изображения и кончая вокселями с минимальным расстоянием (back-to-front - BTF), либо в обратном порядке (front-to-back - FTB). В обоих случаях несколько вокселей могут проецироваться в один и тот же пиксель. Если необходимо изобразить непрозрачную поверхность, следует определить, какие части будут видимыми. При использовании техники BTF, значения пикселей просто замещаются новыми, так что появляются только видимые поверхности. При технике FTB пиксели, которые уже были записаны, сохраняются с помощью z-буфера.
Сканируя данные в том же порядке, в котором они и хранятся, эти методы являются достаточно быстрыми даже для компьютеров с небольшой оперативной памятью. Они особенно подходят для параллельной обработки. До сих пор большей гибкостью при комбинировании разных способов изображений обладали алгоритмы отслеживания луча. Однако, уже разработаны новые методы рендеринга объема, использующие упорядочивание по объему.