O algoritmo de remoção de face traseira é um método usado em computadores gráficos para melhorar a eficiência da renderização descartando polígonos que não são visíveis para o espectador. Ele explora o fato de que os polígonos voltados para o espectador são obscurecidos por aqueles que estão voltados para o espectador, assumindo um objeto opaco não transparente. Portanto, calcular o sombreamento e tornar esses polígonos voltados para trás é desnecessário.
Aqui está como funciona:
1.
Definindo a direção de visualização: Um vetor de direção de visualização (geralmente simplesmente o eixo z negativo em um sistema de coordenadas padrão) é estabelecido. Isso representa a direção da qual o espectador está olhando para a cena.
2.
calcular o vetor normal do polígono: Cada polígono no modelo 3D possui um vetor normal. Este vetor é perpendicular à superfície do polígono e aponta para fora. Existem várias maneiras de calcular isso, geralmente envolvendo o produto cruzado de duas bordas do polígono.
3.
Determinando a orientação do polígono: O algoritmo compara a direção do vetor normal do polígono com o vetor de direção de visualização. Isso geralmente é feito através do produto DOT:
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PRODUTO DOT> 0: O vetor normal aponta geralmente para o espectador. Este é um * polígono * frontal *. Deve ser renderizado.
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PRODUTO DOT <0: O vetor normal aponta geralmente para longe do espectador. Este é um * polígono * voltado para trás. Deve ser removido (abatido).
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PRODUTO DOT ≈ 0: O polígono é paralelo à direção de visualização. O manuseio deste caso pode variar; Pode ser renderizado ou abatido, dependendo da implementação.
4. Com base no resultado do produto DOT, os polígonos voltados para trás são descartados. O renderizador processa apenas os polígonos frontais, reduzindo significativamente a carga de trabalho de renderização.
Vantagens: *
desempenho aprimorado: O algoritmo reduz significativamente o número de polígonos que precisam ser processados, levando a tempos de renderização mais rápidos, especialmente para cenas complexas com muitos polígonos.
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Largura de banda de memória reduzida: Menos dados precisam ser transferidos para a placa gráfica para processamento.
Desvantagens: *
Resultados incorretos com objetos não convexos: O abate de back-face pode produzir resultados incorretos se o objeto não estiver convexo (ou seja, possui peças côncavas). Nesses casos, alguns polígonos frontais podem estar escondidos atrás dos de costas. É necessário um algoritmo mais sofisticado como o Z-Buffer nessas situações para resolver problemas de superfície ocultos.
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não lida com transparência: Esse método não funciona para objetos transparentes, pois as faces traseiras ainda podem ser visíveis através das faces frontais transparentes.
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não lida com polígonos de dois lados: Alguns polígonos podem precisar ser visíveis de ambos os lados, e o abate de face traseira removeria incorretamente um lado.
Em resumo, a remoção da face traseira é uma técnica simples e eficaz para melhorar a eficiência da renderização em gráficos de computador, identificando rapidamente e descartando polígonos invisíveis. No entanto, é crucial entender suas limitações e combiná-lo com outras técnicas, como o Z-Buffering, para uma renderização completa e precisa em cenas complexas.
