プログラミング演習3 李 亜民クラス 第２回　ラスタライズ.

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1 プログラミング演習3 李 亜民クラス 第２回　ラスタライズ

2 今回の内容 概念説明 ラスタライズ scan/span 作業 クラスの穴埋め 課題について

3 概念説明 ラスタライズ scan/span

4 3Dグラフィックスパイプライン 本日は⑥について解説 3Dモデル構築 ：第３回 モデル変換 ：第１回 バーテックス処理 ：第４回
モデル変換 ：第１回 バーテックス処理 ：第４回 ビューポート変換 ：第１回 バックフェースカリング ：第３回 ラスタライズ ：第２回 ピクセルシェーディング ：第４回 Zバッファ の適用 ：第３回

5 ラスタライズ ポリゴン（ベクトル集合）→ピクセル集合の変換を行う
各ピクセルに座標、色、材質等のパラメータを割り当て、ピク セルシェーダに渡す この講義では、ポリゴンは3つの頂点で構成されるものとする ラスタライズは、各ポリゴンについて処理を行う

6 ラスタライズの流れ（１）データ取得 ラスタライザに頂点データが渡される

7 ラスタライズの流れ（２）バッファ初期化 右/左端バッファを用意し、それぞれを大きい/小さい値で初期化
左をInteger.MAX_VALUE、右をMIN等(∞である必要は無い)

8 ラスタライズの流れ（３）Scan（1辺目） y方向に補間してバッファに格納 右端はバッファ値より大きいこと、左端は小さいことを条件に上書き

9 ラスタライズの流れ（４）Scan（ 2辺目） 書き込み条件を考慮しつつ同様に繰り返し

10 ラスタライズの流れ（５）Scan（ 3辺目） 直線の描画と異なり、単純にy軸について補間すれば良い x座標は飛び飛びになりうる

11 ラスタライズの流れ（５）Span LBuffからRBuffまでx軸方向に補間 補間されて得られたピクセルをピクセルシェーダに送信
本日は、ここで得られた座標をそのまま単色で塗りつぶす

12 Scan：エッジ方向補間 指定された辺について保管し、左右バッファに格納 擬似コード通りである必要はない。各自工夫を！
Scan(v1, v2, LBuff[], RBuff[]) // 繰り返し方向確認 if (v1.y > v2.y) swap(v1, v2) // 水平なら描画しない if (v1.y == v2.y) return // 補間 for y = v1.y to v2.y Pixel　p = lerp(…) if (…) LBuff[p.y] = p if (…) RBuff[p.y] = p

13 Span：x軸方向補間 左右にバッファを用意し、各エッジ（辺）ごとに補間 Span(LBuff[], RBuff[]) // 補間
for y = 0 to Screen Height // 面が存在するか確認し、無ければスキップ if RBuff[y].x <= LBuff[y].x continue for x = Lbuff[y].x to Rbuff[y].x Pixel　p = lerp(…); pを塗りつぶし

14 ラスタライズに関する注意 左右バッファは面ごとに初期化し直す必要がある
上書きの条件や初期化する値など、左右のバッファで処 理が異なる部分をよく確認すること for each face バッファ初期化 Scan(A, B) Scan(B, C) Scan(C, A) Span(LBuff, RBuff)

15 作業 クラスの穴埋め

16 Vertexクラス（未完成） メンバ変数 コンストラクタ メソッド Vector v : 変換後座標 Vector ov : 変換前座標
変換前x,y,z指定　（任意に追加して下さい） メソッド Pixel　lerp(…) 線形補間（未完成） Vector.lerp(…)同様、x,y,zそれぞれについて補間すれば良い 補間して以後、変換前座標は不要なので、返り値はPixelに

17 Faceクラス メンバ変数 Vertex A,B,C　（頂点） コンストラクタ Vertex３つで指定 メソッド 特になし（追加は任意で）

18 Pixelクラス（未完成） メンバ変数 コンストラクタ メソッド int x, y, z : 座標
double型x, y, z指定（Math.roundでint型に） メソッド Pixel　lerp(…) 線形補間（未完成） Vertex.lerp(…)同様

19 第２回課題 1. 任意の三角形を作成し、単色で塗りつぶして下さい 2. [発展] ダブルバッファリングを実装して下さい。
クラス：lec02に記述 initに初期化処理を記述 render(), drawFace(),scan(),span()の穴埋め その他、任意にメソッドを追加（setTriangle()等） 2. [発展] ダブルバッファリングを実装して下さい。 Canvasクラスを改変 バッファを用意し、drawPointではバッファに書き込み 書き込み完了後、drawImage(…)でバッファを表示 詳しい方法については、各自で調べる等してください

20 ダブルバッファリング（Canvasを改変）
// インスタンス変数宣言 Image buf; Graphics bufG; public void init (){ … // バッファの初期化処理を追加 buf = createImage(700,700); bufG = buf.getGraphics(); } public void paint (Graphics g){ // バッファをクリア bufG.clearRect(0,0,700,700); 　 // レンダリング 　　render(); 　 // バッファから一気に描画 g.drawImage(buf,0,0, this); } public void drawPoint (…){ // バッファに描画するように変更 bufG.setColor(c); bufG.drawLine(x,y,x,y)

21 課題の実行例