Векторная полигональная модель

 

Для описания пространственных объектов здесь используются следующие элеметы: вершины: отрезки прямых (векторы); полилинии. полигоны, полигональные поверхности (рис. 11.2).

Элемент «вершина» (vertex)— главный элемент описания, все другие являются производными. При использовании трехмерной декартовой системы координаты вершин определяются как . Каждый объект однозначно определяется координатами собственных вершин.

Рис. 11.2

Вершина может моделировать отдельный точечный объект, размер которого не имеет значения, а также может использоваться в качестве конечных точек для линейных объектов и полигонов. Двумя вершинами задается вектор. Не сколько векторов составляют полилинию. Полилиния может моделировать отдельный линейный объект, толщина которого не учитывается, а также мо­жет представлять контур полигона. Полигон моделирует площадный объект Один полигон может описывать плоскую грань объемного объекта. Несколь­ко граней составляют объемный объект в виде полигональной поверхности – многогранник или незамкнутую поверхность (в литературе часто употребляется название «полигональная сетка»).

Векторную полигональную модель можно считать наиболее распространен­ной в современных системах трехмерной компьютерной графики. Ее используют в системах автоматизированного проектирования, в компьютерных играх и тренажерах, в САПР, геоинформационных системах и тому подобное.

Векторная полигональная модель, как и всякая другая, имеет свои достоинства и недостатки.

Положительные черты векторной полигональной модели:

· удобство масштабирования объектов. При увеличении или уменьшении объекты выглядят более качественно, чем при растровых моделях описа­ния. Диапазон масштабирования определяется точностью аппроксимации и разрядностью чисел для представления координат вершин;

· небольшой объем данных для описания простых поверхностей, которые адекватно аппроксимируются плоскими гранями;

· необходимость вычислять только координаты вершин при преобразовани­ях систем координат или перемещении объектов;

· аппаратная поддержка многих операций в современных графических ви­деосистемах, которая обуславливает достаточную скорость для анимации.

 

Недостатки полигональной модели:

· сложные алгоритмы визуализации для создания реалистичных изображе­ний; сложные алгоритмы выполнения топологических операций, таких, например, как разрезы;

· аппроксимация плоскими гранями приводит к погрешности моделирова­ния. При моделировании поверхностей, которые имею сложную форму, обычно невозможно увеличивать количество граней из-за ограничений по быстродействию и объему памяти компьютера.