Z-буфер
Заведем буфер (собственно z-буфер) размером с экран, и забьем его каким-то большим числом, настолько большим, что координаты z для точек сцены заведомо меньше. Например, если z - fixedpoint 16:16, то можно использовать максимально возможное значение, то есть 0x7FFFFFFF. Для каждой рисуемой точки считаем значение z; если оно больше, чем значение в z-буфере (точка закрыта какой-то другой точкой), или меньше, чем -dist (точка находится за камерой), то переходим к следующей точке. Если меньше, то рисуем точку на экране (или в видеобуфере), а в z-буфер записываем текущее значение z. Вот кусок кода для лучшего понимания:
//... if (z > -dist && z < zbuffer[screenX][screenY]) { screen[screenX][screenY] = color; zbuffer[screenX][screenY] = z; } //...
Имеет смысл считать значения не z, а z1 = 1/(z+dist), так как эта величина изменяется по грани линейно, и линейная интерполяция дает точные результаты (более подробно это описано в 4.3). Тогда условия чуть изменяются – точка загорожена другой, если значение z1 *меньше* значения в z-буфере; и точка находится за камерой, если z1 < 0. Буфер инициализируем нулями. Тогда не нежна проверка на положительность z1 - точка попадает в z-буфер и на экран, только если z1 больше текущего значения, и поэтому точки, для которых z1 < 0 в буфер и без проверки никогда не попадут. Код тоже чуть изменится: //... if (z1 > zbuffer[screenX][screenY]) { screen[screenX][screenY] = color; zbuffer[screenX][screenY] = z1; } //...
Вот и все. Осталось упомянуть, что этот метод иногда называют w-буфером, подчеркивая разницу между хранением z и какой-то обратной величины, w. Это самый простой метод удаления невидимых частей, причем всегда дающий полностью правильные результаты. Единственная проблема - скорость, z-буфер, как самый простой, является и самым медленным методом.
Порталы Этот метод предназначен для т.н. indoor environments - в буквальном переводе "комнатная среда"; это как бы внутренность какого-то здания. В качестве примера могут служить Doom, Quake. В этом случае сцена составляется из комнат. Комнаты связаны друг с другом какими-то проходами - дверями, окнами, чем угодно. На каждый такой проход вешается обычный полигон, называемый порталом. Для отрисовки сцены достаточно нарисовать текущую комнату вместе с тем, что из нее видно. Но то, что из нее видно, может быть видно *только* через порталы. Таким образом, для отрисовки всей сцены мы просто берем и рисуем текущую комнату, используя любые методы удаления невидимых частей (например, алгоритм художника и отброс нелицевых граней). А если в процессе отрисовки нам встречается полигон, помеченный как портал, то мы рисуем комнату, которую видно через этот портал, причем отсекаем ее уже по проекции этого портала. Как обычно, кусок кода для уяснения: //... void drawRoom(int roomID, polygon *clipArea) { int i; for (i = 0; i < rooms[roomID].numFaces; i++) drawFace(&rooms[roomID].face[i], clipArea); } void drawFace(polygon *face, polygon *clipArea) { polygon *newClipArea; if (face->isPortal) { if (isVisible(face, clipArea) { newClipArea = clipPolygon(face, clipArea); drawRoom(face->destinationRoom, newClipArea); } } else drawClippedPolygon(face, clipArea); } //... drawRoom(currentRoom, fullScreen); //... Здесь функция isVisible(face, clipArea) возвращает false, если грань face и область отсечения clipArea не пересекаются; функция clipPolygon возвращает пересечение полигонов face и clipArea (то есть отсекает face в clipArea и наоборот); fullScreen - полигон размером с экран (или любую нужную область отрисовки). В природе есть Alpha 2 - готовый engine, использующий порталы и написанный на TMT Pascal, причем, что приятно, доступный в исходниках. Скачать его когда-то было можно с http://www.geocities.com/CapeCanaveral/5402. Есть, впрочем, надежда, что найти этот engine особых проблем не составит. Осталось упомянуть, что несмотря на то, что в изложенной форме метод и требует возможности отрисовки произвольной грани, отсеченной в произвольную грань, можно обойтись и отсечением по bounding box проекции портала.
|
