【正文】 ，沿 x方向相鄰連貫點(diǎn)（ x+1， y）的深度值 zi+1可由下式計(jì)算： ? 沿多邊形左邊界遞歸計(jì)算邊界上各點(diǎn)的坐標(biāo)： ? m為該邊的斜率，沿該邊的深度也可以遞歸計(jì)算出來，即： CAzCDByxAzii ????????])1([1mxx ii11 ???CBmAzCDyBmxAz iiii??????????])1()1([1（ 43） （ 44） （ 45） ? 如果該邊是一條垂直邊界，則計(jì)算公式簡化為： ? 對于每條掃描線，首先根據(jù)公式（ 45）計(jì)算出與其相交的多邊形最左邊的交點(diǎn)所對應(yīng)的深度值，然后，該掃描線上所有的后續(xù)點(diǎn)由（ 43）式計(jì)算出來 ? 所有的多邊形處理完畢，即得消隱后的圖形 CBzzii ???? 1（ 46） 缺點(diǎn)： (1) ZB和 CB兩個(gè)緩存數(shù)組占用的存儲(chǔ)單元太多 ，需要有一個(gè)較大容量的 Z—Buffer (2) 在每個(gè)多邊形占據(jù)的每個(gè)像素處都要計(jì)算深度值，計(jì)算量大 掃描線算法 在多邊形填充算法中，活性邊表的使用取得了節(jié)省運(yùn)行空間的效果。對于光滑發(fā)亮的金屬表面， n值取得大，從而產(chǎn)生會(huì)聚的高光點(diǎn) n與高光區(qū)域大小的關(guān)系 2. 透射光線的情況 透射模型 如下： EPt = TP?IPb 其中： Ept： 物體表面 P點(diǎn)處透射出的光強(qiáng) TP： P點(diǎn)的透射系數(shù) (取值范圍為 0~1) Ipb： 到達(dá) P點(diǎn)背后的光強(qiáng) 3. 漫射光線的情況 漫射光源是從四面八方均勻照來的，物體表面的色彩明暗與表面的形狀無關(guān)，僅與表面的反射系數(shù)有關(guān) 漫射光源照明的模型為 EPd = RPId 上式可以寫為 EPdr=RPrIdr， EPdg=RPgIdg， EPdb=RPbIdb ? 將上述 3種情況綜合起來 ， 便獲得物體表面 P點(diǎn)處所發(fā)光強(qiáng) EP的計(jì)算公式： EP=EPd+EPs+EPt = RPId+(RP?cos i+WPcosn s)IPs+TP?Ipb ? 上式中只有 cosi和 coss的值是未知的 ， 需要推算 明暗的光滑處理 在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，曲面體 (例如球 )通常是用多面體逼近表達(dá)的。 （ 2）來自 V的鏡面反射方向 R的其它物體反射或折射來的光的亮度 Isl。39。如圖所示 CIE色度圖 CIE色度圖的一個(gè)重要用途是定義顏色域 (color gamut)，或稱顏色區(qū)域 (color range)，以便顯示疊加顏色的效果。用這種原色的 混合匹配能產(chǎn)生光譜中的每一種顏色， 其匹配過程可表示為： C=rR+gG+Bb 但是有不少試驗(yàn)光無法用三色光相加的方法獲得匹配， 例如藍(lán)綠色，所以人們希望找出另一組原色來替代 R、 G、 B，即 CIE色度圖。有必要對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 ?對于多面體，常采取鏈表構(gòu)成的樹形結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分層表達(dá)與管理。位于編號(hào) i的原始景物多邊形上的曲面細(xì)節(jié)多邊形也注以編號(hào) i。 ⑶ 表面方向 光照模型及其實(shí)現(xiàn) ? 光照模型 (Illumination Model)描述物體表面的色彩明暗同光源特性、物體表面特性之間的關(guān)系 ? 光照模型分 3個(gè)部分描述這種關(guān)系 ， 即 漫射光線的情況 、直線光線的情況 和 透射光線 的情況 1. 直射光線的情況 在這種情況下，物體表面的明暗隨表面法矢量和入射光線 Is的夾角 I的改變而變化。 ⑶ 若 zij?ZB(i, j)， 則 ZB(i, j)=zij， CB(i, j)=多邊形 ?的顏色 。 – 對于后兩種情況需要進(jìn)一步判別線段的可見性 基本思想： 在圖像空間中，將待顯示的所有多邊形按深度值從小到大排序，用前面可見多邊形去切割后面的多邊形，最終使得每個(gè)多邊形要么是完全可見，要么是完全不可見。 執(zhí)行這種功能的算法 ， 稱為 消隱算法 例如： 基本概念 沒有消隱的圖形具有二義性： (a) 立方體的線框圖； (b) 頂點(diǎn) B離視點(diǎn)最近時(shí)的消隱； (c) 頂點(diǎn) C離視點(diǎn)最近時(shí)的消隱 B C ? 消隱的對象是三維物體 ? 消隱結(jié)果與觀察物體有關(guān)，也與視點(diǎn)有關(guān) 線框圖 消隱圖 真實(shí)感圖形 ? 如圖所示，由于視點(diǎn)的位置不同，物體的可見部分也不同： B C A D E1 E2 消隱與觀察者的位置關(guān)系 消隱的分類 ? 線消隱 (Hiddenline) 對象：線框模型 ?面消隱 (Hiddensurface) 對象：填色圖 線框模型 填色圖 ?線消隱 是以場景中的物體為處理單元，將一個(gè)物體與其余的 k－ 1 個(gè)物體 逐一比較 ，僅顯示它可見的表面以達(dá)到消隱的目的 此類算法通常用于 消除隱藏線 ? 假定場景中有 k 個(gè)物體，平均每個(gè)物體的表面由 h 個(gè)多邊形構(gòu)成，其計(jì)算復(fù)雜度為 O((kh)2) 算法描述如下： for (場景中的每一個(gè)物體 ) { 將該物體與場景中的其它物體進(jìn)行比較，確定其表面的可見部分； 顯示該物體表面的可見部分； } （示例如右圖） 線消隱示例 ?面消隱 是以窗口內(nèi)的每個(gè)像素為處理單元， 確定在每一個(gè)像素處，場景中的物體哪一個(gè)距離觀察點(diǎn)最近（可見的 )，從而用它的顏色來顯示該像素。為了減少比較和計(jì)算的工作量，檢驗(yàn)分兩步進(jìn)行：粗略檢驗(yàn)和精確檢驗(yàn) ? 粗略檢驗(yàn) – 設(shè)視點(diǎn)在 z軸正向無窮遠(yuǎn)處。當(dāng)要改變某個(gè)像素的顏色值時(shí)，首先檢查當(dāng)前多邊形的深度值是否小于該像素原來的深度值（保存在該像素所對應(yīng)的 Z緩沖器的單元中），如果小于，說明當(dāng)前多邊形更靠近觀察點(diǎn)，用它的顏色替換像素原來的顏色；否則說明在當(dāng)前像素處，當(dāng)前多邊形被前面所繪制的多邊形遮擋了，是不可見的，像素的顏色值不改變 x y z 視線方向 視點(diǎn)位置 屏幕像素 F — Buffer Z—Buffer 投影面 深度緩存算法 ( Z— Buffer算法 ) Z— Buffer 用于存放與屏幕上像素點(diǎn)對應(yīng)的物體上點(diǎn)的深度值 Zbuffer算法的步驟 如下： ⑴ 初始化 ZB和 CB， 使得 ZB(i, j)=Zmax， CB(i, j)=背景色 。 – 在第（３）步掃描線與多邊形求交時(shí)，可對多邊形建立活性邊表，以提高效率，當(dāng)然在每次處理新的掃描線時(shí)也要更新活性邊表 – 在計(jì)算 z值時(shí)可以和在 Zbuffer算法中一樣，利用多邊形中點(diǎn)與點(diǎn)間的水平和垂直相關(guān)性 光源特性和物體表面特性 Shading ：顯示一個(gè)物體的色彩以及色彩在光照環(huán)境下的明暗變化的描繪方法 (相關(guān)因素：光源特性和物體表面特性 ) 一：光源特性 包括 1： 光的色彩 （ R、 G、 B ） 2： 光的強(qiáng)度 由 R， G， B三種色光的強(qiáng)弱決定，總的光強(qiáng)為： Total_Value=*Value_R