Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое треугольная сетка, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое треугольная сетка , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Компьютерная графика.
В компьютерной графике треугольная сетка — это тип полигональной сетки . Она состоит из набора треугольников (обычно в трех измерениях ), соединенных общими ребрами или вершинами .
Многие графические программные пакеты и аппаратные устройства могут работать более эффективно с треугольниками, сгруппированными в сетки, чем с аналогичным количеством треугольников, представленных по отдельности. Это обычно происходит потому, что компьютерная графика выполняет операции с вершинами в углах треугольников. С отдельными треугольниками система должна работать с тремя вершинами для каждого треугольника. В большой сетке может быть восемь или более треугольников, встречающихся в одной вершине — обрабатывая эти вершины только один раз, можно выполнить часть работы и достичь идентичного эффекта.
Пример треугольной сетки, представляющей дельфина
Треугольная сетка, созданная путем контурирования неявной поверхности
Во многих приложениях компьютерной графики необходимо управлять сеткой треугольников. Компонентами сетки являются вершины, ребра и треугольники. Приложению может потребоваться знание различных связей между компонентами сетки. Эти связи могут управляться независимо от фактических положений вершин. В этом документе описывается простая структура данных, которая удобна для управления связями. Это не единственная возможная структура данных. Существует много других типов, которые поддерживают различные запросы о сетках.
Возможны различные методы хранения и работы с сеткой в памяти компьютера. С API OpenGL и DirectX есть два основных способа передачи сетки треугольников графическому оборудованию: полосы треугольников и массивы индексов.
Одним из способов обмена данными вершин между треугольниками является полоса треугольников. В полосах треугольников каждый треугольник делит одно полное ребро с одним соседом, а другое — со следующим. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Другой способ — веер треугольников , который представляет собой набор соединенных треугольников, разделяющих одну центральную вершину. С помощью этих методов вершины обрабатываются эффективно, в результате чего требуется обрабатывать только N+2 вершины для рисования N треугольников.
Полосы треугольников эффективны, однако их недостатком является то, что может быть неочевидно, как или удобно преобразовывать произвольную сетку треугольников в полосы.
Структура данных, представляющая сетку, обеспечивает поддержку двух основных операций: вставки треугольников и удаления треугольников. Она также поддерживает операцию схлопывания ребер, которая полезна в схемах прореживания треугольников. Структура не обеспечивает поддержки позиций вершин, но предполагает, что каждой вершине назначен уникальный целочисленный идентификатор, обычно индекс этой вершины в массиве смежных позиций вершин. Вершина сетки определяется одним целым числом и обозначается hvi. Ребро сетки определяется парой целых чисел hv0,v1i, каждое целое число соответствует конечной точке ребра. Для поддержки карт ребер ребра хранятся так, что v0 = min(v0,v1). Компонент треугольника определяется тройкой целых чисел hv0,v1,v2i, каждое целое число соответствует вершине треугольника. Для поддержки карт треугольников треугольники хранятся так, что v0 = min(v0,v1,v2). Обратите внимание, что hv0,v1,v2i и hv0,v2,v1i рассматриваются как разные треугольники. Приложение, требующее двухсторонних треугольников, должно вставить обе тройки в структуру данных. Чтобы избежать постоянных напоминаний о порядке индексов, в оставшейся части документа информация о паре/тройке не подразумевает, что вершины упорядочены каким-либо образом (хотя реализация обрабатывает упорядочение).
Связность между компонентами полностью определяется набором троек, представляющих треугольники. Треугольник t = hv0,v1,v2i имеет вершины v0, v1 и v2. Он имеет ребра e0 = hv0,v1i, e1 = hv1,v2i и e2 = hv2,v0i. Обратные связи также известны. Вершина v0 смежна с ребрами e0 и e2 и треугольником t. Вершина v1 смежна с ребрами e0 и e1 и треугольником t. Вершина v2 смежна с ребрами e1 и e2 и треугольником t. Все три ребра e0, e1 и e2 смежны с t.
Сколько этой информации хранит структура данных, зависит от потребностей приложения. Более того, приложение может захотеть хранить дополнительную информацию в компонентах. Информация, хранящаяся в вершине, ребре или треугольнике, называется атрибутом вершины, атрибутом ребра или атрибутом треугольника. Абстрактные представления этих данных для простой структуры данных, описанной здесь,
Вершина = <целое число>; // v Край = <целое число, целое число>; // v0, v1 Треугольник <целое число,целое число,целое число>; // v0, v1, v2 VData = <данные вершин, специфичные для приложения>; EData = <данные периферии, специфичные для приложения>; TData = <данные треугольника, специфичные для приложения>; VAttribute = ,set>; // данные, eset, tset EAttribute = >; // данные, tset TAttribute = ; // данные VPair = pair<Вершина,VAttribute>; EPair = пара; TPair = pair<Треугольник,TAttribute>; VMap = карта; EMap = карта; TMap = карта; Сетка = ; // vmap, emap, tmap
Карты поддерживают стандартные функции вставки и удаления для хэш-таблицы. Вставка происходит только в том случае, если элемент еще не существует. Удаление происходит только в том случае, если элемент существует.
Эта операция включает в себя определение ребра hvk, vti, где vk называется вершиной сохранения, а vt называется вершиной выброса. Треугольники, которые разделяют это ребро, удаляются из сетки. Вершина vt также удаляется из сетки. Любые треугольники, которые разделяют vt, заменяют эту вершину на vk. На рисунке 1 показана сетка треугольников и последовательность из трех схлопываний ребер, примененных к сетке.
С индексными массивами сетка представлена двумя отдельными массивами, один массив содержит вершины, а другой содержит наборы из трех индексов в этом массиве, которые определяют треугольник. Графическая система сначала обрабатывает вершины, а затем визуализирует треугольники, используя наборы индексов, работающие с преобразованными данными. В OpenGL это поддерживается примитивом glDrawElements() при использовании Vertex Buffer Object (VBO).
С помощью этого метода любой произвольный набор треугольников, имеющих произвольное количество вершин, может быть сохранен, обработан и передан в графический API без какой-либо промежуточной обработки.
Исследование, описанное в статье про треугольная сетка, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое треугольная сетка и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Компьютерная графика
Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про треугольная сетка
Комментарии