Поппинг (компьютерная графика)

В компьютерной 3D-графике поппинг относится к нежелательному визуальному эффекту , который возникает, когда переход 3D-объекта на другой заранее рассчитанный уровень детализации (LOD) является резким и очевидным для зрителя. ^[1] LOD-ирования Алгоритм уменьшает геометрическую сложность 3D-объекта по мере его удаления от зрителя и возвращает утраченную сложность по мере приближения зрителя к 3D-объекту, заставляя его « выскакивать» , когда он внезапно становится более детализированным. Алгоритмы LOD-инга могут зависеть от большего количества факторов, чем просто расстояние от зрителя, но часто это основной фактор, который учитывается. Попсирование наиболее очевидно при переключении между разными LOD напрямую, без промежуточных шагов. Такие методы, как геоморфирование и смешение уровней детализации, могут значительно уменьшить визуальное выделение, делая переходы более постепенными.

LOD-смешение

Увеличенный пример смешивания LOD, иллюстрирующий, насколько очевидным может быть эффект ореолов.

Этот метод, также известный как альфа-смешение или альфа-композицию, уменьшает появление всплывающих окон за счет одновременного отображения обоих уровней детализации 3D-модели и их смешивания в течение небольшого переходного периода. ^[2]

В процессе смешивания для каждого уровня детализации указывается значение альфа, которое определяет прозрачность объектов. В начале перехода исходный уровень детализации будет иметь значение альфа 1,0 (полностью непрозрачный), а новый уровень детализации будет иметь значение альфа 0,0 (полностью прозрачный). Когда зритель приближается к 3D-объекту и достигает расстояния, на котором обычно происходит изменение LOD, значения альфа LOD будут постепенно переключаться до тех пор, пока новый LOD не будет иметь значение альфа 1,0, после чего первоначальный LOD больше не будет отображаться. ^[3]

Важно подчеркнуть, что смешивание LOD происходит только на расстоянии, на котором LOD обычно изменяется, и только на небольшом расстоянии. Таким образом, если во время моделирования изменение уровня детализации произойдет на расстоянии 100 единиц, то процесс смешивания уровня детализации начнется на расстоянии 95 единиц и завершится на расстоянии 105 единиц.

Смешивание LOD имеет два основных недостатка. Это дорого с точки зрения вычислительной мощности , поскольку оба уровня детализации визуализируются одновременно для выполнения смешивания, и может быть контрпродуктивным, поскольку причина использования алгоритмов LOD-ирования заключается в сокращении затрат на рендеринг сцен. Этот метод неэффективен, когда зритель находится близко к трехмерному объекту, поскольку процесс смешивания будет очевиден и приведет к видимому эффекту ореолов .

Геоморфирование

Геоморфирование — это метод, который уменьшает появление всплывающих окон при изменении уровня детализации путем добавления аппроксимаций 3D-модели , которые служат промежуточными шагами между двумя уровнями детализации для создания плавного перехода. Схлопывание ребер (удаление вершин) и разделение вершин (добавление вершин) являются основными операциями по изменению 3D-модели с использованием этого метода.

Традиционное геоморфирование создает последовательность 3D-моделей между двумя уровнями детализации. Последовательность не может быть прервана после ее начала, и в нее нельзя вносить никакие изменения до тех пор, пока изменение уровня детализации не будет завершено. Из-за этого ограничения традиционное геоморфирование не подходит для интерактивного моделирования, поскольку процесс нельзя быстро повернуть вспять, если условия неожиданно изменятся.

Геоморфирование в реальном времени напрямую изменяет отдельные вершины 3D-модели для настройки ее уровня детализации. Это позволяет вносить изменения в геоморф во время любого кадра , либо останавливать текущие преобразования, либо инициировать дальнейшие преобразования 3D-модели. Поскольку несколько вершин могут трансформироваться независимо друг от друга, некоторые вершины необходимо временно заблокировать, чтобы обеспечить плавный переход, что может привести к задержке изменения LOD. Гибкость геоморфинга в реальном времени делает его эффективным решением для интерактивного моделирования . ^[4]

См. также

Прогрессивные сетки

Внешние ссылки

Пример появления LOD

Ссылки

^ М. Човер, Ж. Гумбау, А. Пуч-Сентеллес, О. Риполлес, Ф. Рамос (июнь 2009 г.) «Визуализация сеток с непрерывным уровнем детализации с помощью маскирующих полос», Графические модели , стр. 185
^ «Определение альфа-смешивания» . ПКМАГ . Проверено 7 августа 2021 г.
^ Д. Любке, М. Редди, Дж. Д. Коэн, А. Варшни, Б. Уотсон, Р. Хюбнер: Уровень детализации 3D-графики, Морган Кауфманн, 2002, ISBN 0-321-19496-9
^ К. Чон, С. Ли, Л. Маркосян, А. Ни (сентябрь 2005 г.) «Контроль детализации в линейных рисунках трехмерных сеток», Springer-Verlag, стр. 700

[J1-1] М. Човер, Ж. Гумбау, А. Пуч-Сентеллес, О. Риполлес, Ф. Рамос (июнь 2009 г.) «Визуализация сеток с непрерывным уровнем детализации с помощью маскирующих полос», Графические модели , стр. 185

[2] «Определение альфа-смешивания» . ПКМАГ . Проверено 7 августа 2021 г.

[B1-3] Д. Любке, М. Редди, Дж. Д. Коэн, А. Варшни, Б. Уотсон, Р. Хюбнер: Уровень детализации 3D-графики, Морган Кауфманн, 2002, ISBN 0-321-19496-9

[J2-4] К. Чон, С. Ли, Л. Маркосян, А. Ни (сентябрь 2005 г.) «Контроль детализации в линейных рисунках трехмерных сеток», Springer-Verlag, стр. 700

[1]

[2]

[3]

[4]