Закраска по методу Гуро и Фонга Опции

[18192123]

Мне нужно изобразить тетраэдр , выполнить закраску Фонга относительно выбранного источника света, разработать процедуру управления скоростью вращения тела с одинаковыми ускорениями по осям и обеспечения перехода на низкозатратную процедуру Гуро и далее на закраску с использованием таблиц освещенности при увеличении угловых скоростей вращения.

Вот... Не знаю даже, с чего начать... Теорию по методам закраски изучила.... но с таким никогда не сталкивалась, поэтому с реализацией большие проблемы....

вот на что думаю опираться:
1. Получить нормаль грани: выбрать два вектора, лежащие в этой грани и найти их векторное произведение, нормировать этот вектор.
2. Записать найденные нормали граней в массив (normg[i]). Чтобы определить нормаль каждой вершины, определяем из таблицы граней для каждой вершины, какие грани в ней сходятся, и для этих найденных граней их нормали суммируем, а сумму нор-мируем (массив normv[i]).
3. Алгоритм Гуро. После того, как нормали вершин найдены, вы-числяем согласно модели освещения освещенность каждой вершины и записываем освещенности в массив освещенностей. Этот массив будет использоваться в процедуре рисования грани.
Алгоритм Фонга. Координаты найденных нормалей вершин пе-реводятся в сферические координаты, так что нормали представле-ны двумя числами типа byte. Нормали в таком виде будут использо-ваны процедурой рисования грани.
4. Реализовать процедуру рисования грани, для чего необходимо провести интерполяцию для определения освещенности (в ме-тоде Гуро) и нормали (в методе Фонга) для каждой точки гра-ни.
Закраску граней можно произвести путем заполнения внутренней области этой грани отрезками прямых, параллельных оси OX. Для этого найдем вершины грани с наименьшей и наибольшей координатой Y.
В качестве начальной возьмем вершину с наименьшей координатой Y. Разобьем условно множество ребер, составляющих грань, на две группы – левую и правую. Будем по очереди брать одно ребро из левой и одно из правой части, т.е. всегда работать с парой ребер. Выбор ребер может производиться следующим образом: сначала берем в качестве левого ребра ребро, начинающееся в начальной вершине и заканчиваю-щееся в следующей по порядку при обходе влево. Это ребро (l0,lk). Аналогично, в качестве первого правого ребра – ребро (r0,rk). Теперь в цикле будем строить прямые, параллельные оси X, начиная с прямой Y = Ymin, каждый раз увеличивая ординату. Для каждой этой прямой бу-дем находить точки пересечения с нашей парой боковых ребер. Если одно из боковых ребер не имеет точки пересечения с этой прямой, то его отбрасываем и берем следующее из его группы (левой или правой).
Если точки пересечения найдены, то найдем, какая часть левого и правого ребра пройдена, это значение запишется соответственно в пе-ременные tl и tr. Значение переменных tl и tr используется на первом шаге билинейной интерполяции в методе Гуро для нахождения осве-щенности в точках пересечения прямой, параллельной оси Х, и ребер, а в методе Фонга для определения нормалей тела в этих точках. Второй шаг интерполяции ведется аналогично, только вдоль отрезка, заключен-ного между парой ребер. Таким образом, вычисляется необходимая ин-формация для каждой точки грани.

но как всё это реализовать - не знаю! С чего начинать! Может быть кто-нибудь может привести реализацию методов закраски?

[18192123]

и что значит "нормировать" вектор? ( как это производится?)

[Malice]

Вот еще с далеких фидошных времен откопался примерчик заливки по фонгу, думаю поможет:  PHONG.RAR ( 9.58 килобайт ) Кол-во скачиваний: 486

[18192123]

Вот еще с далеких фидошных времен откопался примерчик заливки по фонгу, думаю поможет:  PHONG.RAR ( 9.58 килобайт ) Кол-во скачиваний: 486

Спасибо!
Но лучше уж я с чистого листа начну....
Вопросы из сообщений 8 и 9 до сих пор для меня не ясны...

[18192123]

Спасибо!
Но лучше уж я с чистого листа начну....
Вопросы из сообщений 8 и 9 до сих пор для меня не ясны...

Почему никто не хочет мне этого объяснить на моём примере?
Я хочу сделать сама, но мне нужно вначале понять, как начинать, а начинать нужно с взятия нормалей, нахождения их векторного произведения и нормирования полученного вектора....
Ну не пойму я, как выбрать в начале вектора!
( а в программе, которую оставил Malice для меня всё не понятно! Да и объёмчик внушительный!)

[Сергей]

Почему никто не хочет мне этого объяснить на моём примере?
Я хочу сделать сама, но мне нужно вначале понять, как начинать, а начинать нужно с взятия нормалей, нахождения их векторного произведения и нормирования полученного вектора....
Ну не пойму я, как выбрать в начале вектора!
( а в программе, которую оставил Malice для меня всё не понятно! Да и объёмчик внушительный!)

Сейчас я всё попробую объяснить на конкретном примере=)
Для начала я бы модифицировал сам пример для большего удобства работы.
Вообще я писал бы на объектах=), но не всё сразу.
Во первых описал бы типы:

Код

type
  TPoint3d = record {Трёхмерная точка}
    case byte of
      0: (x, y, z: real); {заданная либо тремя координатами в отдельных полях записи}
      1: (v: array[0..2] of real); {либо тремя элементами массива. Тогда 0й-x, 1й-y...}
  end;
  TNumLine = array[0..1] of integer; {тип, хранящий пару номеров вершин одного ребра}
  TNumPlane = array[0..2] of integer; {тип, хранящий тройку номеров вершин одной грани}
  TTetra = record {Тип, описывающий тетраэдр}
    Points: array[0..3] of TPoint3d;  {Все четыре вершины тетраэдра}
    Edges: array[0..5] of TNumLine;   {Все шесть ребер тетраэдра,
    заданные парами номеров соединяемых ребрами вершин из массива Points}
    Planes: array[0..3] of TNumPlane; {Все четыре треугольных грани тетраэдра.
    Каждая грань задана тройкой номеров вершин, входящих в неё. Номера вершин
    в соответствии с массивом Points.}
  end;

тогда наш тетраэдр будет задан следующей типизованной константой:

Код

const
  Tetra: TTetra = (
    Points: ( {Все точки тетраэдра}
      (X: -1; Y: -1; Z: -1), {0}
      (X: -1; Y: -1; Z:  1), {1}
      (X: -1; Y:  1; Z: -1), {2}
      (X: -1; Y:  1; Z:  1));{3}
    Edges: ( {Все рёбра тетраэдра}
      (0, 1),
      (0, 2),
      (0, 3),
      (1, 2),
      (2, 3),
      (3, 1));
    Planes: ( {Все грани тетраэдра}
      (0, 1, 2), {внимание! грани лучше задавать так, чтобы если смотреть на них}
      (0, 2, 3), {снаружи, то точки обхода грани шли против часовой стрелки}
      (0, 3, 1), {зачем это надо скажу ниже}
      (1, 2, 3))
  );

Тепрь бы я написал функции перевода координат из трёхмерных в экранные.
По-хорошему это надо делать с помощью афинных преобразований, но для начала сойдёт и выкорчевывание кода из привелённой выше по форуму программки.

Я обещал рассказать зачем надо обходить грани против часовой стрелки.
По порядку.
Грань -- это плоскость. Она задана тремя точками не лежащими на одной прямой.
К любой плоскости можно построить нормаль.
Любая точка -- это вектор. Положим все знакомы с операциями сложения/вычитания векторов, а также с операцией их векторного умножения.
Итак, плоскость задана тремя точками (векторами) a, b и c.
У нашего тетраэдра грани имеют две стороны: лицевую и изнаночную.
Положим точки a, b и c, если смотреть на грань с лицевой стороны расположены так, что двигаясь от a к b, от b к c и от c к a мы двигаемся против часовой стрелки.
Получаем два вектора: (ab)=b-a и (ac)=c-a. Векторное произведение v=(ab)*(ac) -- это вектор, перпендикулярный плоскости (abc). Прчем по правилу буравчика он будет смотреть из плоскости в нашу сторону, то есть в сторону лицевой стороны. Если нормировать этот вектор n=v/|v|, то получим как раз нормаль к плоскости abc.
Кстати, я не проверял координаты точек, которыми задан тетраэдр. Очень может быть, что они как раз не удовлетворяют требованию обхода против часовой стрелки. Я полагал, что нулевая точка тетраэдра -- это его вершина, а три другие в основании.
Так что нужно проверить, чтобы это было именно так.
Для первого раза хватит?
Потом дальше расскажу, если всё ещё интересно=).

P.S.
Я приношу свои извинения, если ошибся в синтаксисе. Писал прямо в браузере, и мог опечататься. К тому же сто лет не открывал Турбо Паскаля.