¿Puedo ver películas en 3D en un televisor LCD normal?
Los objetos de procesamiento del chip 3D son objetos representados por polígonos. El uso de polígonos para representar objetos tiene dos ventajas: en primer lugar, es sencillo (aunque engorroso). Las características lineales por partes de la superficie del objeto representadas por polígonos, excepto el contorno, se pueden eliminar mediante técnicas de sombreado. Se almacena la información de los vértices del polígono, interpolando a partir de esta información de vértice la información necesaria para calcular los colores claros y oscuros de cada píxel en el polígono, una técnica de sombreado rápida que es fácilmente compatible con el hardware de gráficos. El hardware de gráficos que admite el dibujo de polígonos también puede dibujar objetos representados por parches bicúbicos. Esto se puede lograr triangulando la superficie de dicho objeto y reemplazando la representación de la superficie del objeto original con una malla triangular aproximada. Por supuesto, el uso de polígonos para representar objetos también tiene sus desventajas, como el aumento de la dificultad del mapeo de texturas y la generación de sombras, y la cantidad de triángulos necesarios para representar objetos complejos en detalle será muy grande.
Contenido
Proceso de procesamiento de gráficos en chips 3D
Representación de objetos 3D
Procesamiento de gráficos en chips 3D procesamiento de píxeles
Aplicación de gráficos 3D
Proceso de procesamiento de gráficos de chip 3D
Mostrar objetos representados por polígonos en la pantalla de la computadora implica la representación del objeto en la computadora, es decir, la estructura de datos del objeto, que está representado por el objeto La estructura organizativa de la escena compuesta, la serie de transformaciones que los objetos deben sufrir desde la escena al espacio de la pantalla y la serie de procesos de rasterización que deben realizarse para producir la imagen de pantalla final. Todos estos aspectos implican algoritmos de procesamiento específicos y existen muchas variaciones diferentes de los algoritmos correspondientes. El siguiente es un breve análisis e introducción al proceso de procesamiento de gráficos y los algoritmos relacionados involucrados en los chips 3D, que es la base para comprender el procesamiento de gráficos 3D y el hardware de gráficos.
Representación de objetos 3D
La superficie de un objeto de forma compleja se puede representar aproximadamente mediante parches poligonales. Tomando el cilindro de la Figura 1 como ejemplo, su cilindro se puede aproximar mediante 2N triángulos y sus dos extremos se pueden aproximar mediante dos n polígonos. El carácter lineal por partes del modelo poligonal en su contorno es el principal inconveniente visual de esta representación, y la única mejora es aumentar la resolución de los polígonos. Para una forma compleja, con el fin de expresar plenamente sus detalles, a menudo se utilizan más de 100.000 polígonos. Esto consumirá mucho tiempo de acceso a la base de datos y tiempo de dibujo. Cuando se amplía el modelo poligonal, se producirán problemas de conexión. Esto se llama "aliasing geométrico". Las representaciones poligonales de objetos se pueden extraer manualmente mediante un diseño interactivo u obtenerse mediante dispositivos de escaneo láser. En resumen, los objetos representados por polígonos no son particularmente adecuados para la interacción o la libre deformación. Al cambiar la forma de un objeto, es difícil garantizar que se mantenga la integridad de la representación poligonal.
La información necesaria para sombrear polígonos se almacena en una estructura de datos jerárquica. La superficie de cada objeto está definida por un puntero a una tabla de polígonos que contiene un conjunto de polígonos que se aproximan a la superficie. Cada polígono está definido por un puntero a una tabla de vértices que contiene todos los vértices de cada polígono.
Procesamiento de píxeles de procesamiento de gráficos de chip 3D
Después de la serie de transformaciones anteriores, los polígonos se han transformado en el sistema de coordenadas de la pantalla. Dibujar un polígono de pantalla en la pantalla es el proceso de procesamiento de píxeles del polígono, que incluye rasterización, supresión y sombreado. La rasterización, la eliminación de superficies ocultas y el sombreado son los procesos más internos de todo el proceso de generación de gráficos 3D. Son tres procesos de interpolación bidimensionales. La rasterización consiste en interpolar las coordenadas de los vértices de un triángulo en el espacio de la pantalla, obtener las coordenadas del punto final del segmento de línea de escaneo dentro del triángulo interceptado por los lados del triángulo y luego obtener las coordenadas de píxeles en el segmento de línea de escaneo interceptado. La eliminación de superficies ocultas consiste en interpolar el valor de profundidad (coordenada z) del vértice del triángulo en el espacio de la pantalla, obteniendo así el valor de profundidad de cada píxel en el segmento de línea de escaneo dentro del triángulo. El procesamiento de sombreado utiliza el mismo método para obtener la intensidad de la luz de cada píxel en la sección de escaneo triangular a partir de la intensidad de la luz del vértice. Las expresiones matemáticas de estos tres algoritmos de procesamiento son las mismas. Sustituyendo coordenadas, profundidad o intensidad de la luz en la ecuación se pueden obtener los resultados correspondientes.
En resumen, el proceso de dibujo de una escena se puede resumir como:
Transformar geométricamente cada polígono de cada objeto en la escena y transformarlo en espacio de pantalla
Para los polígonos en el For; cada segmento de línea de escaneo, obtenga las coordenadas de su punto final y cada píxel en él;
Para cada píxel en el segmento de escaneo, elimine las superficies ocultas y maneje las sombras.
Aplicaciones de gráficos 3D
La enorme demanda de recursos informáticos y de almacenamiento de las aplicaciones de gráficos tridimensionales y la incompatibilidad entre los algoritmos de generación de gráficos tridimensionales y la arquitectura informática tradicional han llevado a la aparición de hardware de gráficos tridimensionales. La aparición del hardware de gráficos 3D en las PC solo ha aparecido en los últimos años, como resultado del progreso tecnológico y la promoción del mercado. Actualmente, el hardware de gráficos 3D incluye tanto tarjetas gráficas dedicadas de alta gama como tarjetas aceleradoras de gráficos de nivel básico. Cualquier efecto gráfico mejor y más rápido requiere un precio de hardware enorme.