Отримано 08.07.2020, Доопрацьовано 20.10.2020, Прийнято 08.12.2020

Модифікація методу А-буфера для згладжування тривимірних зображень

Олександр Романюк, Михайло Курінний, Олександр Дудник, Анатолій Снігур, Сергій Романюк

Згідно з методом А-буфера для антиаліайзингу тривимірних зображень використовується динамічний список фрагментів полігонів, які покривають піксел. Метод А-буфера використовує менший об’єм пам’яті порівняно із методами додаткової вибірки, однак необхідність динамічного розподілу пам’яті ускладнює його апаратну реалізацію у системах комп’ютерної графіки. При використанні фіксованої кількості фрагментів на один піксел зображення спрощується апаратна реалізація методу А-буфера, однак пам’ять використовується неефективно, оскільки кількість фрагментів для розрахунку інтенсивності кольору піксела може суттєво відрізнятись для різних пікселів. Було запропоновано використати комбінований статично-динамічний принцип організації пам’яті, який полягає у введенні загального буфера фрагментів. Розроблено нові модифікації методу А-буфера, у яких використано: 
- комбінований статично-динамічний підхід до організації пам’яті, який полягає у введенні загального буфера для зберігання надлишкових фрагментів. Запропонована модифікація має більш просту апаратну реалізацію порівняно з динамічним розподілом пам’яті та потребує менших обсягів пам’яті для зберігання фрагментів полігонів ніж фіксований розподіл; 
- новий підхід до зменшення похибки обчислень інтенсивності кольору, яка має місце внаслідок відкидання фрагментів полігонів, яким не вистачило місця у буфері фрагментів. Суть підходу полягає у тому, що два найбільш віддалені від спостерігача фрагменти об’єднуються у один. 
Розроблено структурну схема підсистеми растеризації тривимірних графічних об’єктів, у якій використано модифікований метод А-буфера. Розроблено комп’ютерну програму для моделювання та тестування методів згладжування, основаних на методі Абуфера. Моделювання показало, що використання запропонованого принципу розподілу пам’яті дозволяє зменшити у 1,3÷3,1 рази об’єми пам’яті, необхідні для згладжування тривимірних зображень за методом А-буфера, порівняно із фіксованим розподілом пам’яті.Результати моделювання показали, що запропоноване рішення, основане на комбінуванні надлишкових фрагментів, забезпечує менше значення нормованої середньоквадратичної похибки порівняно з підходом, у якому надлишкові фрагменти відкидаються. При використанні нового методу  до обробки фрагментів полігонів, згладжування навіть складних сцен за методом Абуфера можливо виконувати з використанням лише трьох фрагментів на один піксель зображення, що дозволяє зменшити об’єми пам’яті, необхідні для зберігання фрагментів полігонів
ефект аліайзингу, крайовий антиаліайзинг, растеризація, метод А-буфера, статично-динамічна організації пам’яті, інтенсивність кольору
54-65
Romaniuk, A., Kurinnyi, M., Dudnyk, O., Snihur, A., & Romaniuk, S. (2020). Modification of A-buffer method for smoothing three-dimensional images . Information Technologies and Computer Engineering, 17(3), 54-65. https://doi.org/10.31649/1999-9941-2020-49-3-54-65

Використані джерела

Використані джерела в процесі публікації