Rasterisation

bezeichnen (Teil-) Pixel aus denen sich bei Computermonitoren Grundfarben Rot, Grün und Blau zusammensetzen

• drei Subpixel Rot, Gruen und Blau erzeugen Farbwahrnehmung durch additive Mischung

ermöglicht Überblendung von mehreren BIldern zu einem Gesamtbild

benötigt wird zusätzlicher 8-Bit-Alphakanal, der Transparenz des Pixels angibt, z.B. 24 Bit (RGB) + 8 Bit (Alpha)

Algorithmus zur Rasterisierung kontinuierlicher Daten

Prinzipiell müssen mindestens drei Typen von Primitiven gerastert werden

1. Punkte

2. Linien

3. Polygone (insbesondere Dreiecke)

RGB-Wert des Pixels, der Punkt enthält wird entsprechend geändert

• naive Rasterisierung von Linien führt zu visuellen Artefakten

Nachteile:

• zu gegebenem x gibt es nur einen y-Wert

• Kurven z.B mit vertikalen Tangenten nicht darstellbar

• hohe Performanz

• Linie ohne Luecken

• Pixel sind nah an idealer Linie

• konsistente Pixel-Wahl (gleiche Pixel in gleicher Situation)

• glattes Aussehen und gleiche Helligkeit (unabhängig von Orientierung)

• DDA berechent (bei Annahme -1<m<+1): yi = m * xi + c und setzt Pixel entsprechend setPixel(xi, ROUND(yi), color)

• Steigung m und Wert yi müssen durch Gleitkommazahl repräsentiert werden

• ineffiezient

Vorteile:

• bei Linien oder Geraden gibt es einfache Überprüfung ob Punkt (i) auf, (ii) oberhalb oder (iii) unterhalb der Geraden liegt, die Funktion beschreibt

Nachteile:

• Beschränkungen können nicht ausgedrückt werden

• Tangentenrichtung an Nahtstellen zusammengesetzter Kurven koennen schlecht ueberpruefen bzw. zur Übereinstimmung gebracht werden

Treppeneffekte wegen Unterabtastung koennen durch Weichzeichner/Transparenz reduziert werden

Flaeche von Polygonen koennen gefuellt werden

• basiert auf Kantenlisten-Algorithmus mit aktiver Kantenliste zum Füllen von Polygonen

Parität eines Punktes definiert, ob der Punkt innen oder aussen liegt

Parität ungerade: Punkt innerhalb

Parität gerade: Punkt außerhalb

1. Bestimme für jede zu rendernde Zeile (Scanline) Schnittpunkte mit Kanten des Polygons

2. Ermittle Parität jedes Pixels

3. Färbe alle Pixel mit ungerader Parität

Loest das Sichtbarkeitsproblem bei Rendering einer 3D-Szene in einer 2D-Ebene

Primitive muessen in richtiger Reihenfolge (von hinte nach vorne) gezeichnet werden

Weiterentwicklung des Painters-Algorithmus, um Problem des Selbstschnitts zu vermeiden

• zeichne neue Fragmente nur dann, wenn z-Koordinate kleiner als vorheriger z-Wert

Vorgehensweise:

1. Setze z-Werte (z) in Bild auf Maximum

2. zeichne Polygone eins nach dem anderen

z-Buffer-Algorithmus anfällig für numerische Ungenauigkeiten

Polygone mit ähnlichen z-Werten “kämpfen” um Einfärbung von Pixeln