Übungen zu den Lehrveranstaltungen 710.003 Computergrafik 1 ...

Abbildung 27: Dreiecke rasterisiert mit Top-Left Fill-Convention.
Visibility (3 Punkte) Ohne Berücksichtigung anderer Dreiecke und deren Tiefe, werden Dreiecke einfach
in der Reihenfolge, in welcher der Rasterizer sie bearbeitet gezeichnet. Da sich Dreiecke im Raum in
der Regel natürlich gegenseitig verdecken oder gar durchdringen können ist dies für die Darstellung von
3D Szenen unzureichend. Um das Sichtbarkeitsproblem zu lösen bedienen wir uns eines Depth-Buffers
(Z-Buffer). Dabei handelt es sich um einen zusätzlichen Buffer in dem für jeden Pixel ein Tiefenwert gespeichert
wird. Bevor ein Pixel überschrieben wird, wird zuerst überprüft ob der Tiefenwert des neuen
Pixels kleiner (Pixel liegt näher am Betrachter) oder gleich dem momentan im Depth-Buffer befindlichen
Tiefenwert ist. Nur wenn dies der Fall ist wird der Pixel gezeichnet. So werden alle Dreiecke unabhängig
von ihrer Rasterisierungsreihenfolge immer korrekt dargestellt. Um diesen Algorithmus implementieren
zu können muss für jeden Pixel dessen Tiefenwert bekannt sein. Dieser wird berechnet indem nicht nur
die Position sondern – nach dem selben Prinzip (DDA Algorithmus) – auch die Tiefenwerte der Vertices
entlang der Kanten und dann von Beginn zum Ende jeder Scanline linear interpoliert werden.
5.2 Programmgerüst
Das zur Verfügung gestellte Programmgerüst enthält bereits die notwendige Infrastruktur (Konfigurationsdatei
einlesen, Ausgabebild speichern, etc.). Um die Übungsaufgabe zu lösen müssen nur noch die
jeweiligen Methoden der Klasse Rasterizer entsprechend implementiert werden:
• Rasterizer::SetCamera(): Hier werden die View- und Projectionmatrix berechnet.
• Rasterizer::TransformVertex(): Diese Methode transformiert einen Vertex vom Worldin
den Screenspace und liefert ein entsprechendes Objekt vom Typ ScreenVertex zurück.
• Rasterizer::RasterizeTriangle(): Implementiert das Rasterisieren eines Dreiecks.
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