I N H OU D

 1. Begin

 2. Van echt naar virtueel

 3. De virtuele wereld

 4. Objecten

 5. Licht

 6. Camera's

 7. Rendering en ray-tracing

 8. 3D-animaties in de praktijk

 9. Tips & Trucs en meer

 10. 3D met een 3D-bril

 Bijlagen

 Scanline rendering

In deze paragraaf zal ik een aantal van de bekendste scanline-rendertechnieken bespreken, omdat u deze ongetwijfeld tegen zult komen als u met 3D aan de slag gaat. Afhankelijk van het 3D-programma hebt u de keus uit een of meerdere van deze (of andere) technieken.

 Hidden line removal

Een uiterst simpele vorm van rendering is hidden line removal. Bij deze rendertechniek worden de lijnen in de scène verwijderd die normaal gesproken niet zichtbaar zouden zijn. Als alle lijnen zichtbaar zijn, dan is het vaak lastig om voor te stellen wat de afbeelding voorstelt, omdat al die lijntjes voor verwarring zorgen. Door de lijnen weg te halen die ‘in het echt’ niet zichtbaar zijn, wordt de afbeelding veel beter begrijpbaar. Het eindresultaat van deze vorm van rendering kan goed worden gebruikt om bijvoorbeeld het model van een gebouw op een printer, of plotter, af te drukken. In onderstaande figuur ziet u twee dozen, waarbij alle lijnen zichtbaar zijn. Daarentegen zijn de dozen in het tweede figuur ontdaan van alle lijnen die wegvallen onder een ander object, of door het eigen oppervlak. Deze laatste afbeelding is veel sneller te begrijpen en dus realistischer. Deze vorm van rendering is goed bruikbaar voor CAD-toepassingen, zoals bijvoorbeeld bouwtekeningen.

Alle lijnen zijn zichtbaar

Alle lijnen zijn zichtbaar



Hidden line removal

De ‘overbodige’ lijnen zijn verwijderd om meer realisme te verkrijgen





 Flat shading

Bij flat shading verwijdert de renderer de lijnen die niet zichtbaar zijn, zoals dat ook gebeurt bij hidden line removal. Daarnaast worden alle polygonen van het oppervlak van een object, van dezelfde (constante) kleur voorzien. Polygonen die in het licht vallen worden lichter gemaakt dan polygonen die minder licht opvangen. De hoeken tussen de polygonen zijn vrij scherp. In het volgende figuur ziet u een bol gerenderd met flat shading.

Flat shading

Flat shading

 Gouraud shading

Gouraud shading wordt ook wel smooth shading genoemd en deze techniek is in 1971 bedacht door Henri Gouraud. Bij Gouraud shading wordt van ieder hoekpunt van een polygoon de kleur bepaald. Dit gebeurt aan de hand van de kleur die is toegekend aan het materiaal en de hoeveelheid aanwezig licht op dat hoekpunt. Met behulp van deze informatie berekent de renderer het kleurverloop van het oppervlak van de polygoon tussen de hoekpunten. Vervolgens wordt dit kleurverloop op de betreffende polygoon aangebracht. De renderer zal dit proces voor elke polygoon van het object herhalen. Het berekenen van tussenliggende waarden voor de kleur noemt men interpolatie.

In het volgende figuur ziet u een polygoon. De kleur van elk hoekpunt van de polygoon wordt zichtbaar gemaakt met behulp van een bolletje dat is gevuld met de kleur van dat hoekpunt. Aan de hand van deze kleuren zal de renderer het kleurverloop op het oppervlak van de polygoon berekenen en de polygoon van dit kleurverloop voorzien. In het tweede figuur ziet u het eerdere balletje alleen nu met Gouraud shading.

Polygoon met Gouraud shading

Polygoon met Gouraud shading



Gouraud shading

Gouraud shading

 Phong shading

Phong shading lijkt op Gouraud shading, maar de achterliggende techniek gaat verder.

Wederom wordt er gebruikgemaakt van de kleur en de lichtval op de hoekpunten, maar ook van punten op de polygoon zelf. Door interpolatie tussen deze punten worden ook de kleuren van de pixels (punten) op de polygoon zelf berekend. Door deze techniek toe te passen is het oppervlak veel gedetailleerder te renderen. Een van de kenmerken van Phong shading is dat het oppervlak een glimmend uiterlijk krijgt op de punten waar het licht het sterkst is (figuur 7.10). Dit is de zogenoemde highlight die wordt gevormd door de specular kleur (zie hoofdstuk 4).

Phong shading

Phong shading

Van de voorgaande technieken is Phong shading het meest complex. Een afbeelding renderen in Phong shading zal dan ook meer tijd kosten dan het renderen van dezelfde afbeelding via Gouraud shading. Daarentegen is het resultaat bij Phong shading wel veel realistischer.

[Vorige | Volgende]






(c) 2000 - 2015 Rogier Mostert