은면 제거
은면제거란?
- 일반적인 3D 공간에는 다양하고 많은 객체가 존재 가능. 이를 2D 화면에 투여해 디스플레이
- 은면 : 다른 객체나 면들에 가려져 보이지 않는면들
- 관측자의 시점에 따라 다른 결과
- 은면제거의 목적 : 실감 있는 그림의 생성
*은선제거, 은면 제거
은면제거 알고리즘 기법의 구분
1. 객체공간법(Object space method)
- 공간상 객체의 위치관계를 이용해 은면 결정
- 객체의 수가 적거나, 객체들이 서로 분산되어 존재하는 경우 효율적인 방법
- 수가 많은 경우 많은 처리시간 소요
- 깊이 정렬 알고리즘 등
2. 이미지공간법(Image space method)
- 투영된 픽셀평면에서 객체가 보이는지 여부를 검사
- 각 픽셀로부터 객체들로 향한 투영선을 그었을 때, 처음 관통하는 객체의 면이 보인다는 사실 활용
- Z-버퍼 알고리즘 등
은면제거 처리에 적용되는 일반적인 원리
: 객체의 각 표면을 거리에 따라 정렬(Sorting)
- 투영면으로부터 가장 가까이 위치한 객체순 정렬 | 수평 | 수직 방향으로 객체 정렬
- 투영면에 가장 가까운 면을 선택해 그림
- ex) 깊이 정렬
은면제거의 처리 개념
- 객체의 일관성(coherence) 이용
공간적 일관성을 이용해 효율을 증대
애니메이션에서는 시간적 일관성 이용
- 포함영역(Extent, Bounding Volume)을 이용해 비교횟수 축소
간단한 모양의 포함영역 간의 겹침을 비교
다면체 뒷면의 제거(Back-Face Removal)
- 은면제거의 첫 단계에서 이용
- 빠르고 간단하게 뒷면을 찾는 객체 공간 방법
- 일반적인 장면에서 다면체 면의 약 50% 제거
- 평면방정식 이용
- Ax + By + Cz + D = 0 에서 법선벡터는 N = (A,B,C)
- 시선방향 벡터 V와 V*N > 0 이면 뒷면, V*N < 0 이면 앞
Z-버퍼(z-Buffer) 기법
- 개념 : 일반적으로 사용되는 이미지 공간 접근 방법, 깊이 버퍼(Depth Buffer) 알고리즘라고도 부름
- 물체의 가시성을 픽셀 단위로 조사: z 값이 가장 작은 평면의 값을 그림
- z 값을저장하는 깊이버퍼(z-버퍼)와 색상을 저장하는 프레임 버퍼가 필요
- 특징
1. 일반 곡면에 대해서도 적용 가능
2. 구현 간단, 다각형 면에 대한 정렬 필요 없음
3. 추가 버퍼가 요구됨 So, 저장 공간이 필요
깊이정렬법
- 페인터 알고리즘(Painter's Algorithm)
: 다각형면을 깊이(z값)에 따라 정렬 -> 먼 것부터 투영해 그림
뒤쪽에 있는 면은 나중에 그린 면(가까운 면)에 가려짐
곡면 렌더링(Surface Rendering)의 과정
와이어 프레임 모델링 --> 은면 제거 --> 면 셰이딩 --> 투명한 물체 표현 --> 텍스쳐 매핑 --> 그림자 생성
