Hidden-surface elimination and shading techniques in solid modelling

Abstract

Bu tezde, bir Unix iş-istasyonu ortamında C programlama dili kullanılarak, katı modeller için en uygun, gerekli görüntüleme teknikleri, katı modelleme yazılımlarının ihtiyaçlarını sağlayacak şekilde değiştirilmiş ve gerçekleştirilmiştir. Bu çerçevede, gerçekçi görüntü elde etmenin ilk şartlarından biri olan, derinliğe göre sıralama yöntemiyle görünmeyen yüzeylerin yok edilmesi algoritması, biraz değiştirilerek uygulanmıştır. Orijinal algoritmanın eksik yönleri, önerilen ek testlerin içerdiği matematik, orijinal algoritmanın yanlış görüntü verdiği bazı örnek oluşturabilecek durumlar ve bunları düzeltme yöntemleri, örneklerle birlikte tartışılmaktadır. Bundan başka, bölgesel bir aydınlatma modeli oluşturularak, sabit koyuluk, Gouraud ve Phong olmak üzere üç değişik tonlama yöntemine uygulanmıştır. Ayrıca, köşeli nesnelerin daha gerçeksel görüntülenebilmesi için Gouraud ve Phong tonlamasında kullanılan, köşelerin normal vektör hesaplamaları için yeni düzenlenmeler getirilmiştir. Anahtar Kelimeler : Bilgisayar Yardımıyla Tasarım, Katı Modelleme, Bilgisayar Grafikleri, Gerçekçi Görüntü, Görünmeyen Yüzeyleri Yok Etme, Tonlama

In this study, essential rendering techniques which are most applicable to solid modelers are modified, in order to satisfy the needs of a solid modelling software and implemented, using the C programming language on a Unix workstation environment. Within this scope, depth-sort hidden-surface elimination algorithm which Is one of the fundamental stages of realistic Image generation Is modified and implemented. The shortcomings of original algorithm, the mathematics Involved In the proposed supplementary tests, some typical situations which yield wrong display outputs with the original algorithm and also the correction procedure is discussed with examples. Furthermore, a local Illumination model 1s applied to three different shading models which are Constant Intensity, Gouraud and Phong. A part from those, vertex normal vector calculation which Is needed In Gouraud and Phong shading, Is modified to obtain more realistic Images having corners.Key words : Computer-aided Design, Solid Modelling, Computer Graphics, Realistic Images, Hidden-surface Elimination, Shading.