3D图形芯片的算法原理分析.doc
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1、3D图形芯片的算法原理分析一、引言3D芯片的处理对象是多边形表示的物体。用多边形表示物体有两个优点:首先是直接(尽管繁琐),多边形表示的物体其表面的分段线性特征除轮廓外可以通过明暗处理(shading)技术消除;其次是仅存储多边形顶点的几何信息,多边形内部每个象素的明暗颜色计算所需的信息由这些顶点信息插值而来,这正是易于用图形硬件支持的快速明暗处理技术。支持多边形绘制的图形硬件同样也可以绘制由双三次曲面片表示的物体,通过对这种物体的表面进行三角剖分,用逼近的三角形网格代替原物体的曲面表示就可以做到这一点。当然,用多边形表示物体也有其缺点,如增加了纹理映射和阴影生成的难度,当需要详细表示复杂物体
2、时所需的三角形数量将变得非常庞大。将多边形表示的物体显示到计算机屏幕上,这一过程涉及物体在计算机内部的表示方式即物体的数据结构,由物体组成的场景的组织结构,物体从场景到屏幕空间要经过的一系列变换,以及产生最终屏幕图象要经过的一系列光栅化处理。这些方面都涉及到特定的处理算法,相应的算法又有许多不同的变种。下面仅就3D芯片涉及的图形处理过程及相关算法做一简单分析介绍,这些是理解3D图形处理及图形硬件的基础。二、3D物体的表示法具有复杂外形的物体其表面可以由多边形面片来近似表示。以图1的圆柱为例,其柱面可以由2N个三角形近似,其两端可以由两个N边形来近似。多边形模型在其轮廓上的分段线性特征是这一表示
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