Scanline rendering とは

スキャンラインレンダリング(スキャンラインレンダリングとスキャンラインレンダリングも同様)は、ポリゴン単位またはピクセル単位ではなく行単位で動作する、3Dコンピュータグラフィックスでの可視面判定アルゴリズムです基礎。レンダリングされるすべてのポリゴンは、最初に表示される最初のy座標でソートされ、ソートされたリストの前面にあるポリゴンとスキャンラインの交差を使用してイメージの各行またはスキャンラインが計算され、アクティブなスキャンラインがピクチャの下を進むにつれて、ソートされたリストが更新され、見えなくなったポリゴンを破棄する。
この方法の主な利点は、走査平面の法線に沿って頂点をソートすることにより、エッジ間の比較回数が減少することです。別の利点は、現在の走査線と交差するエッジを定義する作業メモリのみの頂点に、主メモリからのすべての頂点の座標を変換する必要がないことであり、各頂点は1回だけ読み込まれる。メインメモリは、中央処理装置とキャッシュメモリとの間のリンクと比較してしばしば非常に遅く、したがって、メインメモリにおける頂点の再アクセスを回避することは、かなりのスピードアップを提供することができる。
この種のアルゴリズムは、Phong反射モデルやZバッファアルゴリズムなど、他の多くのグラフィックス技術と簡単に統合できます。

Marching tetrahedra とは

Marching tetrahedraは、暗黙のサーフェスをレンダリングするコンピュータグラフィックスの分野におけるアルゴリズムです。いくつかのキューブ構成を持つマーチングキューブアルゴリズムの小さなあいまい性の問題を明確にします。それはもともと1991年に導入されました。
元のマーチングキューブアルゴリズムはソフトウェア特許によって保護されていましたが、マーチング四面体は特許ライセンスを必要としない代替アルゴリズムを提供しました。特許出願日(1985年6月5日)から20年以上が経過し、マーチング・キューブ・アルゴリズムを自由に使用できるようになりました。任意選択的に、行進する四面体の小さな改良を使用して、いくつかの構成において前述のあいまいさを修正することができる。
行進四面体では、立方体を3回半分に切断し、3対の対向する面のそれぞれを斜めに切断することによって、各立方体を6つの不規則な四面体に分割する。このようにして、四面体は全てキューブの主対角線の1つを共有する。立方体の12辺の代わりに、19個の辺があります。元の12個、6個の面の対角線、主対角線です。立方体を行進させるのと同じように、これらの辺と等値面との交点は、格子点の値を線形補間することによって近似される。
隣接する立方体は、同じ対角を含む接続面のすべての辺を共有します。これは、レンダリングされたサーフェスの亀裂を防ぐ重要な特性です。なぜなら、フェースの2つの異なる対角線の補間は、通常、わずかに異なる交点を与えるからです。追加のメリットは、ネイバーキューブを処理するときに最大5つの計算された交点を再利用できることです。これには、計算されたサーフェスの法線と交点の他のグラフィックス属性が含まれます。
各四面体は、16の可能な構成を有し、3つのクラスに分けられる。すなわち、交差点なし、1つの三角形内の交差点および2つの(隣接する)三角形内の交差点である。 16の構成をすべて列挙し、それらを適切な三角形ストリップを定義する頂点インデックスリストにマップするのは簡単です。

Hidden surface determination とは

3Dコンピュータグラフィックスでは、表示されたサーフェスの決定(隠面消去(HSR)、オクルージョンカリング(OC)または可視表面決定(VSD))は、サーフェスの特定のサーフェス観点。隠れた表面の決定アルゴリズムは、3Dコンピュータグラフィックスの分野における最初の大きな問題の1つであった視認性問題に対する解決策である。隠れた表面の決定のプロセスは時には隠蔽と呼ばれ、そのようなアルゴリズムは時にはハイダー(hider)と呼ばれる。ラインレンダリングのためのアナログは隠線除去です。隠されたサーフェイスの決定は、画像を正しくレンダリングするために必要です。そのため、モデル自体の背後に隠れているフィーチャは表示されず、グラフィックの自然に表示可能な部分のみが表示されます。

Recursive XY-cut とは

再帰的X-Yカットは、文書画像を再帰的に一連の矩形ブロックに分解するトップダウンページセグメンテーション技術である。このアルゴリズムは、ドキュメントビットマップを(すなわち、ライン内のすべてのピクセルを合計して)ドキュメントページの辺に投影することによって機能する。この方法では、空白の密度のグラフが生成され、垂直または水平の空白行のピークがあります。これらのピークは、文書のカットを定義し、文書をより小さな断片に分割するためにトップダウンで使用されます。

Slerp とは

コンピュータグラフィックスでは、Slerpは球面線形補間の略で、3D回転をアニメートするための四元補間のコンテキストでShoeemake Kenによって紹介されました。これは、端と0と1の間の補間パラメータが与えられた場合、単位半径の大円弧に沿った等速運動を指す。

Beier–Neely morphing algorithm とは

画像モーフィングは、ある画像(ソース画像)から別の画像(ソース画像)への流体変換を合成する技術である。ソースイメージは、1つまたは複数のイメージにすることができます。画像モーフィングの実装には2つの部分があります。第1の部分は反りがあり、第2の部分は交差溶解している。
BeierとNeelyのアルゴリズムは、1組の線からの2つの画像間の座標のマッピングを計算する方法です。すなわち、ワープは、両方の画像に対して開始点および終了点が与えられる1組のライン対によって指定される。このアルゴリズムは、モーフィングソフトウェアで広く使用されています。
また注目すべきことに、このアルゴリズムは、複数のソース画像を導入する他のアルゴリズムがあるので、多くとも2つのソース画像の状況についてのみ論じた。

Back-face culling とは

コンピュータグラフィックスでは、背面のカリングは、グラフィックオブジェクトのポリゴンが可視かどうかを判断します。これは、ポリゴン内の点が画面に投影されたときに時計回りまたは反時計回りの順番で表示されるかどうかをテストするグラフィカルなパイプラインのステップです。ユーザが正面ポリゴンに時計回りの巻線があるが、スクリーン上に投影されたポリゴンが反時計回りの巻線を有すると指定した場合、それはカメラから遠ざかるように回転され、描かれない。
このプロセスでは、描画するポリゴンの数を減らすことによって、オブジェクトのレンダリングをより迅速かつ効率的に行います。たとえば、街の通りの風景では、カメラから離れた建物の側面にポリゴンを描画する必要はありません。それらはカメラに面する側面によって完全に遮られる。
一般に、バック面カリングは、閉じた不透明なジオメトリのみを含む場合、レンダリングされたシーンに目に見えるアーティファクトを生成しないと仮定することができる。透明ポリゴンを含むシーンでは、アルファ合成のプロセスを通じて背面ポリゴンが見えるようになることがあります。ワイヤフレームレンダリングでは、隠面線除去の問題に部分的に対処するために背面の面付けを使用することができますが、閉じた凸の幾何学的形状のみに対処します。
関連技術は、ポリゴンがカメラの視野内にあるかどうかを決定するクリッピングです。
もう1つの同様の技法は、他の視認可能なポリゴンによって視点から覆われたポリゴンの描画をスキップしようとする、オクルージョンカリング(occlusion culling)としても知られるZカリングである。

Warnock algorithm とは

Warnockアルゴリズムは、コンピュータグラフィックスの分野で一般的に使用されているJohn Warnock氏によって発明された隠れた表面アルゴリズムです。それは、計算するのが簡単な領域が得られるまで、シーンの再帰的な細分化によって複雑な画像をレンダリングする問題を解決する。言い換えれば、シーンが効率的に計算するのに十分シンプルであれば、レンダリングされます。さもなければ、それは単純化のために同様に試験されるより小さな部分に分割される。
これは実行時間が O ( n p ) {\displaystyle O(np)} の分割および征服アルゴリズムであり、nはポリゴンの数であり、pはビューポート内のピクセル数です。
入力は、ポリゴンとビューポートのリストです。最良のケースは、ポリゴンのリストが単純な場合は、ポリゴンをビューポートに描画することです。シンプルは1つのポリゴン(ポリゴンまたはその部分がビューポートの適切な部分に描画されます)または1ピクセルのサイズのビューポート(そのピクセルはオブザーバに最も近いポリゴンの色を取得します)として定義されます。連続的なステップは、ビューポートを4つの等サイズの象限に分割し、各象限のアルゴリズムを再帰的に呼び出すことです。ポリゴンリストは、その象限に表示されるポリゴンのみを含むように変更されます。

Line drawing algorithm とは

ライン描画アルゴリズムは、個別のグラフィック媒体上の線分を近似するためのグラフィックアルゴリズムである。ピクセルベースのディスプレイやプリンタなどのディスクリートメディアでは、線の描画にはそのような近似が必要です(重大でない場合)。基本的なアルゴリズムは、1つの色で線をラスタライズします。複数のカラーグラデーションを使用して表現すると、高度な処理、つまり空間アンチエイリアスが必要です。
対照的に、連続媒体では線を描くアルゴリズムは必要ありません。たとえば、オシロスコープは自然現象を使用して線や曲線を描きます。
直線のデカルトスロープインターセプト方程式は Y = m x + b {\displaystyle Y=mx+b} であり、mは線の傾きを表し、bはyの切片として表します。線分の2つの端点が ( x 1 , y 1 ) {\displaystyle (x1,y1)} ( x 2 , y 2 ) {\displaystyle (x2,y2)} の位置で指定されていると仮定すると、次の計算 m = ( y 2 y 1 ) / ( x 2 x 1 ) {\displaystyle m=(y2-y1)/(x2-x1)} so b = y 1 m . x 1 {\displaystyle b=y1-m.x1} を用いて、傾きmとy切片bの値を決定することができる。

Marching squares とは

Marching squaresは、2次元のスカラー場(個々の数値の長方形の配列)の輪郭を生成するコンピュータグラフィックスアルゴリズムです。同様の方法を使用して、2D三角形メッシュの輪郭を描くことができる。
輪郭は2種類あります。
 Isolines – 単一のデータ・レベルまたは等価性に従う行。アイソバンド – 等間隔間の領域。
典型的な用途には、地形図上の等高線や天気図用の等圧線などがあります。
マーチング・スクエアは3Dマーチング・キューブ・アルゴリズムにも同様のアプローチをとります:
 グリッド内の各セルを個別に処理します。セルのコーナーのデータ値と輪郭レベルの比較を使用してセルインデックスを計算します。セルの出力ジオメトリを記述するには、セルインデックスをキーとする事前構築ルックアップテーブルを使用します。正確な輪郭位置を計算するために、セルの境界に沿って線形補間を適用します。