Алгоритм удаления невидимых поверхностей на основе программных проверок видимости
https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(2)-5
Аннотация
Визуализация больших трехмерных сцен занимает существенное время. Для сокращения количества обрабатываемых объектов используются методы удаления невидимых поверхностей. В статье рассматривается семейство интерактивных методов удаления невидимых поверхностей, обладающих пространственной и временной когерентностью. Наиболее распространенным является метод с использованием аппаратных запросов видимости. Однако посылка и получение результатов запросов видимости занимают значительное время при большом количестве объектов. Предлагается алгоритм удаления невидимых поверхностей на основе программных проверок видимости относительно составленного на графическом процессоре буфера глубины. Предлагается эвристика для определения высоты иерархии, соответствующей наибольшей эффективности проверок видимости. Предложенный алгоритм позволяет сократить количество команд визуализации, что улучшает производительность визуализации трехмерных сцен с большим количеством объектов по сравнению с алгоритмом, основанным на аппаратных запросах видимости.
Список литературы
1. Bittner, J. and Wonka, P., 2003. Visibility in computer graphics. Environment and Planning B: Planning and Design, Vol. 30, No.5, pp.729–755.
2. Cohen-Or D. et al, 2003. A survey of visibility for walkthrough applications. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphic,Vol. 9, No. 3, pp. 412–431.
3. Greene, N. et al, 1993. Hierarchical Z-buffer visibility. Proceedings of the 20th annual conference on Computer graphics and interactive techniques. ACM.
4. Teller, S., Sequin, C., 1991. Visibility preprocessing for interactive walkthroughs. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 91), Vol. 25, No. 4, pp. 61–69.
5. Next Generation Occlusion Culling. http://www.gamasutra.com/view/feature/164660/sponsored_feature_next_generation_.php?print=1 (дата обращения 09.04.2018).
6. Greene, N., 1996. Hierarchical polygon tiling with coverage masks. Proceedings of the 23rd annual conference on Computer graphics and interactive techniques. pp. 65–74.
7. Zhang, H. et al, 1997. Visibility culling using hierarchical occlusion maps. Proceedings of the 24th annual conference on Computer graphics and interactive techniques. pp. 77–88.
8. Bittner, J. et al, 2004. Coherent hierarchical culling: Hardware occlusion queries made useful. In Computer Graphics Forum, Vol. 23, No.3, pp. 615–624.
9. Chandrasekaran C. et al, 2013–2016. Software Occlusion Culling. https://software.intel.com/en-us/articles/ (дата обращения 09.04.2018).
10. Guthe, M. et al, 2006. Near Optimal Hierarchical Culling: Performance Driven Use of Hardware Occlusion Queries. In Eurographics Symposium on Rendering. pp. 207–214.
11. Mattausch, O. et al, 2008. CHC++: Coherent Hierarchical Culling Revisited. EUROGRAPHICS, Vol. 27, No. 3.
12. GLAPI/glBeginQuery. https://www.opengl.org/wiki/GLAPI/glBeginQuery (дата обращения 09.04.2018).
13. Macdonald, J. D., Booth, K. S., 1990. Heuristics for ray tracing using space subdivision. Visual Computer, Vol. 6, No. 6, pp. 153–165.
14. Meissner, M. et al, 2001. Generation of Decomposition Hierarchies for Efficient Occlusion Culling of Large Polygonal Models. In Vision, Modeling, and Visualization, Vol. 1, pp. 225–232.
15. Pharr M., Jakob W., Humphreys G. Physically based rendering: From theory to implementation. Morgan Kaufmann, 2016, 1233 p.
16. Morozov S., Semenov V., Tarlapan O., Zolotov V. (2018) Indexing of Hierarchically Organized Spatial-Temporal Data Using Dynamic Regular Octrees. In: Petrenko A., Voronkov A. (eds) Perspectives of System Informatics. PSI 2017. Lecture Notes in Computer Science, vol 10742, pp. 276–290.
17. Золотов В.А., Петрищев К.С., Семенов В.А. Исследование методов пространственного индексирования динамических сцен на основе регулярных октодеревьев. Программирование, 2016, № 6, стр. 59–66.
18. V.A. Semenov, K.A. Kazakov, V.A. Zolotov. Effective spatial reasoning in complex 4D modeling environments. eWork and eBusiness in Architecture, Engineering and Construction, eds. A.Mahdavi, B. Martens, R. Scherer, CRC Press, Taylor & Francis Group, London, UK, 2015, pp. 181–186.
19. Software Occlusion Culling Sample Application. https://github.com/GameTechDev/OcclusionCulling (дата обращения 09.04.2018).
20. Marschner, S. and Shirley, P., 2015. Fundamentals of computer graphics (3rd ed.). CRC Press, pp.45–49.
21. Gonakhchyan V. Comparison of hierarchies for occlusion culling based on occlusion queries. In Proceedings of the GraphiCon 2017 conference on Computer Graphics and Vision, pp. 32-36.
Рецензия
Для цитирования:
Гонахчян В.И. Алгоритм удаления невидимых поверхностей на основе программных проверок видимости. Труды Института системного программирования РАН. 2018;30(2):81-98. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(2)-5
For citation:
Gonakhchyan V.I. Occlusion culling algorithm based on software visibility checks. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2018;30(2):81-98. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(2)-5
Послать статью по эл. почте 