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L'algorithme de suppression de la face arrière est une méthode utilisée en infographie pour améliorer l'efficacité du rendu en supprimant les polygones qui ne sont pas visibles pour le spectateur. Il exploite le fait que les polygones orientés vers le spectateur sont obscurcis par ceux orientés vers le spectateur, en supposant qu'il s'agit d'un objet opaque et non transparent. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de calculer l’ombrage et de restituer ces polygones orientés vers l’arrière.
Voici comment cela fonctionne :
1. Définir la direction de visualisation : Un vecteur de direction de visualisation (souvent simplement l'axe Z négatif dans un système de coordonnées standard) est établi. Cela représente la direction dans laquelle le spectateur regarde la scène.
2. Calcul du vecteur normal du polygone : Chaque polygone du modèle 3D possède un vecteur normal. Ce vecteur est perpendiculaire à la surface du polygone et pointe vers l'extérieur. Il existe différentes manières de calculer cela, impliquant souvent le produit vectoriel de deux arêtes du polygone.
3. Détermination de l'orientation du polygone : L'algorithme compare la direction du vecteur normal du polygone avec le vecteur de direction de visualisation. Cela se fait généralement via le produit scalaire :
* Produit scalaire> 0 : Le vecteur normal pointe généralement vers le spectateur. Il s'agit d'un polygone *face à l'avant*. Il faudrait le rendre.
* Produit scalaire < 0 : Le vecteur normal pointe généralement loin du spectateur. Il s'agit d'un polygone *face vers l'arrière*. Il doit être retiré (éliminé).
* Produit scalaire ≈ 0 : Le polygone est parallèle à la direction de visualisation. Le traitement de cette affaire peut varier ; il peut être rendu ou supprimé en fonction de l'implémentation.
4. Suppression des polygones orientés vers l'arrière : Sur la base du résultat du produit scalaire, les polygones orientés vers l’arrière sont supprimés. Le moteur de rendu traite uniquement les polygones orientés vers l'avant, ce qui réduit considérablement la charge de travail de rendu.
Avantages :
* Performances améliorées : L'algorithme réduit considérablement le nombre de polygones à traiter, ce qui entraîne des temps de rendu plus rapides, en particulier pour les scènes complexes comportant de nombreux polygones.
* Bande passante mémoire réduite : Moins de données doivent être transférées vers la carte graphique pour le traitement.
Inconvénients :
* Résultats incorrects avec des objets non convexes : L'élimination de la face arrière peut produire des résultats incorrects si l'objet n'est pas convexe (c'est-à-dire qu'il comporte des parties concaves). Dans de tels cas, certains polygones orientés vers l’avant peuvent être cachés derrière ceux orientés vers l’arrière. Un algorithme plus sophistiqué comme le Z-buffer est nécessaire dans ces situations pour résoudre les problèmes de surfaces cachées.
* Ne gère pas la transparence : Cette méthode ne fonctionne pas pour les objets transparents, car les faces arrière peuvent toujours être visibles à travers les faces avant transparentes.
* Ne gère pas les polygones à deux côtés : Certains polygones devront peut-être être visibles des deux côtés, et l'élimination de la face arrière supprimerait incorrectement un côté.
En résumé, la suppression de la face arrière est une technique simple et efficace pour améliorer l’efficacité du rendu en infographie en identifiant et en supprimant rapidement les polygones invisibles. Cependant, il est crucial de comprendre ses limites et de le combiner avec d'autres techniques, comme le Z-buffering, pour un rendu complet et précis dans des scènes complexes.
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