Visible Surface detection:-
वास्तव में जब हम 2-dimensional view में realistic object या scene generate करते हैं। audience केवल सामने की surfaces और edges को देख सकता है। इसलिए, यहां हमारा प्रमुख विचार एक image के उन हिस्सों की पहचान करना है जो एक चुनी हुई देखने की direction से दिखाई दे रहे हैं। surfaces और edges जो वस्तु के पीछे हैं, दिखाई नहीं देते। जब हम non-transparent objects और surfaces वाली image देखते हैं, तो हम उन objects या surfaces को नहीं देख सकते हैं, जो objects या surfaces के पीछे आंखों के करीब होती हैं।
realistic screen image प्राप्त करने के लिए हमें इन छिपी हुई surfaces को हटाना होगा। इन surfaces की पहचान और हटाने को hidden-surface problem कहा जाता है। इन छिपी हुई सतहों का पता कैसे लगाया जाए और ऐसी सतह को हटाने या खोजने के लिए एल्गोरिदम भी विभिन्न एल्गोरिदम को Visible-surface detection method के रूप में reference किया जाता है और इसे hidden-surface elimination या एल्गोरिदम को हटाने के रूप में भी reference किया जाता है।
Visible surface detection methods:-
visible surface का पता लगाने के लिए उपयोग किए जाने वाले एल्गोरिदम को मोटे तौर पर classified किया जाता है कि क्या एल्गोरिदम सीधे objects की परिभाषा या उनकी अनुमानित image के साथ काम करता है।
Types of visible surface detection methods:-
एल्गोरिदम में method used के आधार पर, एल्गोरिदम को दो categories में विभाजित किया जाता है।
(i) Object space algorithm
(ii) Image space algorithm
एक objects स्थान method, तुलना technique का उपयोग करती है, यह image की परिभाषा के भीतर object और objects के parts की एक दूसरे से तुलना करती है ताकि यह पता लगाया जा सके कि image में कौन सी surface दिखाई दे रही है। image space method में, किसी object की visibility को प्रोजेक्शन प्लेन पर प्रत्येक पिक्सेल स्थिति पर बिंदु दर बिंदु के रूप में निर्धारित किया जाता है। अधिकांश एल्गोरिदम image space method का उपयोग करते हैं।
कुछ एल्गोरिदम है, जिनका उपयोग ग्राफिक्स में छिपी हुई surfaces की खोज के लिए किया जाता है।
- Back Face Removal Algorithm
- Depth Buffer Algorithm
- Scan-Line Algorithm
- Depth Sorting Algorithm
- Area Subdivision Algorithm
- Binary Space Partition Tree Algorithm
- Ray Casting Algorithm
(i) Back Face Removal Algorithm :-
एक solid object में, ऐसी surfaces होती हैं जो audience (सामने के चेहरे) का सामना कर रही होती हैं और ऐसी surfaces होती हैं जो audience (पीछे के चेहरे) के विपरीत होती हैं। ये पिछले facial surfaces की कुल संख्या का लगभग आधा contribution करते हैं। चूंकि हम इन surfaces को वैसे भी नहीं देख सकते हैं, processing time बचाने के लिए, हम उन्हें clipping process से पहले एक simple test से हटा सकते हैं।
एक polygon के पीछे के faces की पहचान करने के लिए एक तेज़ और सरल objects स्थान method "inside-out" testing के रूप में ज्ञात test पर आधारित है। एक बिंदु (x, y, z) एक polygon surface के अंदर flat parameter A, B, C और D के साथ है यदि
Ax+By+Cz+D<0
polygon surface पर एक सामान्य वेक्टर N होता है। यदि यह vector projection के center की direction में इशारा कर रहा है, तो यह सामने का चेहरा है और audience द्वारा देखा जा सकता है। यदि यह launch के केंद्र से दूर की ओर इशारा कर रहा है, तो यह एक पिछला चेहरा है और इसे audience द्वारा नहीं देखा जा सकता है। सामान्य तौर पर यदि वी देखने की direction में एक वेक्टर है तो यह polygon back face है यदि
V.N>0
testing बहुत सरल है, यदि सामान्य वेक्टर का z घटक धनात्मक है, तो यह एक पिछला panel है। यदि Vector का 7 component negative है, तो यह सामने वाला panel है।
(ii) Depth Buffer Algorithm:-
catmull (1975) द्वारा विकसित depth buffer या Z-Buffer Algorithm यह एक एल्गोरिदम है जो image या स्क्रीन स्पेस में operated होता है, इसे Z-Buffer के रूप में जाना जाता है क्योंकि ऑब्जेक्ट की depth आमतौर पर देखने के plane से देखने की system के Z-axis के साथ मापा जाता है। idea nearest (visible) surface को निर्धारित करने के लिए प्रत्येक surface की Z-depth का test करना है। एक image की प्रत्येक surface को अलग-अलग process किया जाता है, surface पर एक समय में एक बिंदु एक पिक्सेल के लिए गहराई मूल्यों की तुलना की जाती है और निकटतम (सबसे छोटी z) surface frame buffer में display होने वाले रंग को निर्धारित करती है। यह polygon की surfaces पर बहुत efficiency से लागू होता है। surfaces किसी भी sequence में process किया जा सकता है। method आमतौर पर केवल polygon surface वाले scene पर लागू होती है। polygon surface की depth का पता लगाना आसान है।
यहाँ इस एल्गोरिथम में, two buffer aera का उपयोग किया जाता है। दो बफ़र्स को frame buffer (fresh buffer) और depth buffer के रूप में किया गया है।
(iii) Scan-Line Algorithm:-
यह visible surface की पहचान करने के लिए एक image-space method है। यह polygon भरने के लिए scan-line algorithm का विस्तार है। इस method में, जैसा कि प्रत्येक scene line को process किया जाता है, उस रेखा को पार करने वाली सभी polygonal surfaces की जांच की जाती है जो यह निर्धारित करती हैं कि कौन सी दिखाई दे रही हैं।
depth values की एक स्कैन-लाइन की आवश्यकता के लिए, हमें अगली स्कैन-लाइन को process करने से पहले एक ही समय में दी गई स्कैन-लाइन को इंटरसेक्ट करने वाले सभी polygons को grouped और process करना चाहिए। इसके लिए दो टेबल, edge table और polygon table बनाए जाते हैं।
(iv) Depth sorting algorithm:-
image space में polygonal surfaces का scan conversion किया जाता है। hide हुई surface की समस्या को हल करने के इस तरीके को अक्सर पेंटर के एल्गोरिथम के रूप में जाना जाता है। Hewells ने वर्ष 1972 में पेंटर के एल्गोरिदम की शुरुआत की। इसे पेंटर के एल्गोरिदम के रूप में जाना जाता है क्योंकि यह एक Oil painting बनाने वाले painting की तरह काम करता है। जब कोई कलाकार पेंट करता है, तो वह एक खाली कैनवास से शुरू करता है, और सबसे पहले वह background layer या पेंटिंग बनाता है। फिर उस background की layer के बाद, वह एक-एक करके object की दूसरी layer बनाना शुरू करता है इस तरह वह इस पेंटिंग को पूरा कर रहा होगा।
(v) Area Subdivision algorithm:-
वार्नॉक ने इस एल्गोरिथम को वर्ष 1969 में पेश किया था। यह एक बहुत ही primitive और basic algorithm है और यह एक बहुत long algorithm भी है। इस technique में छिपी हुई surfaces को खोजने के लिए हम image space method का उपयोग करते हैं, लेकिन ऑब्जेक्ट स्पेस ऑपरेशंस का उपयोग surfaces के depth order को पूरा करने के लिए किया जा सकता है। field subdivision algorithm उन visual fields का पता लगाकर एक image में field compatibility का लाभ उठाता है जो एक ही surface के हिस्से का representation करते हैं। कुल देखने के क्षेत्र को छोटे और छोटे rectangles में तब तक विभाजित करें जब तक कि प्रत्येक छोटा क्षेत्र एक visible surface के हिस्से का launch न हो या कोई surface न हो।
(vi) Binary space partition tree algorithm:-
binary space partitioning (BSP) ट्री स्क्रीन पर surfaces को पीछे से सामने की ओर पेंट करके वस्तु visibility निर्धारित करने के लिए एक कुशल तरीका है, केडेम और फुच्स ने इस एल्गोरिथम की शुरुआत की, जो बाइनरी ट्री के निर्माण पर आधारित है। BSP tree विशेष रूप से तब उपयोगी होता है जब visual reference point बदल जाता है, लेकिन visible में objects निश्चित स्थिति में होती है। यह algorithm objects की sorting out के सिद्धांत पर आधारित है जैसे कि quick sort algorithm में इस एल्गोरिथ्म का उपयोग करते हुए, surfaces को पीछे से आगे की ओर sorted किया जाता है। visibility test के लिए BSP tree को लागू करने में उन surfaces की पहचान करना शामिल है जो देखने की direction के relative space subdivision के प्रत्येक चरण में division plane के अंदर और बाहर हैं। इस एल्गोरिथम में, पहले एक objects पर विचार किया जाता है और फिर objects के संबंध में एक split floor पर विचार किया जाता है। अब visible objects में दो भागों में विभाजित होंगी। भाग एक में वे objects होती हैं जो दी गई object के सामने होती हैं और दूसरे भाग में वे object होती हैं जो दी गई object के पीछे होती हैं। यह recursive form से किया जाएगा। यह प्रक्रिया एक binary tree representation बनाएगी। इस tree में, objects को टर्मिनल नोड्स के रूप में दर्शाया जाता है, सामने की objects को left branches के रूप में और पीछे की objects को right branches के रूप में visible से बाइनरी ट्री प्राप्त करने की process को दर्शाता है।
(vii) Ray casting:-
एक image में एक पिक्सेल की light intensity की एक किरण के कारण होती है, जो visible में कुछ objects से reflected होती है, पिक्सेल के केंद्र के माध्यम से छेदी जाती है। इसलिए, visible मे objects के लिए launch के केंद्र (दर्शक की आंख) से प्रकाश की किरण का पता लगाकर सतहों की visibility निर्धारित की जा सकती है।
इस method में, एक पिक्सेल लिया जाता है और उस पिक्सेल से, पिक्सेल से जुड़ी surfaces की दूरी की गणना की जाती है।
टिप्पणियाँ
एक टिप्पणी भेजें