Sichtbarkeitsproblem
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In der 3D-Computergrafik ist das Sichtbarkeitsproblem (engl. visibility problem) die Fragestellung, welche Teile von Oberflächen in einer 3D-Szene bei der Projektion auf die zweidimensionale Anzeigefläche sichtbar sind. Als Verdeckungsberechnung (engl. hidden surface determination) wird dementsprechend ein Vorgehen bezeichnet, mit dem nicht sichtbare Oberflächen erkannt und aussortiert werden und so das Sichtbarkeitsproblem gelöst wird. Das Sichtbarkeitsproblem war eines der ersten wichtigen Probleme der Computergrafik.
Die Verdeckungsberechnung ist zum korrekten Rendern einer 3D-Szene notwendig, weil Oberflächen, die vom Betrachter nicht sichtbar sind, auch nicht dargestellt werden sollten. Viele Verfahren können auch das Rendern beschleunigen, weil nicht sichtbare Oberflächen von der weiteren Verarbeitung durch die Rendering-Pipeline ausgeschlossen werden können.
[Bearbeiten] Verfahren zur Verdeckungsberechnung
Es werden objektpräsize und bildpräsize Verfahren zur Verdeckungsberechnung unterschieden.
Bei objektpräzisen Verfahren erfolgt analytisch eine Berechnung, welche Teile von Oberflächen von der Kameraposition aus sichtbar sind. Die resultierenden 3D-Geometriedaten werden dann dargestellt. Zu diesen Verfahren zählen
- der Maleralgorithmus,
- der Weiler-Atherton Algorithmus
- und viele weitere, zunehmend als historisch zu betrachtende Algorithmen.
Bei bildpräzisen Verfahren wird während der Rasterisierung für jedes darzustellende Pixel (oder mehrmals innerhalb eines Pixels) eine Verdeckungsberechnung durchgeführt. Zu diesen Verfahren zählen
- der Z-Buffer-Algorithmus
- und Raytracing.
