Rasterização - Rasterisation
Rasterização (ou rasterização ) é a tarefa de pegar uma imagem descrita em um formato gráfico vetorial (formas) e convertê-la em uma imagem raster (uma série de pixels , pontos ou linhas que, quando exibidos juntos, criam a imagem que foi representada via formas). A imagem rasterizada pode então ser exibida em um monitor de computador , monitor de vídeo ou impressora , ou armazenada em um formato de arquivo de bitmap . A rasterização pode se referir à técnica de desenho de modelos 3D ou à conversão de primitivos de renderização 2D , como polígonos , segmentos de linha em um formato rasterizado.
O termo é derivado do alemão Raster ('estrutura, esquema'), do latim rāstrum , "raspador, ancinho".
Rasterização de imagens 3D
Rasterização é uma das técnicas típicas de renderização de modelos 3D. Em comparação com outras técnicas de renderização, como traçado de raio , a rasterização é extremamente rápida e, portanto, usada na maioria dos mecanismos 3D em tempo real. No entanto, a rasterização é simplesmente o processo de calcular o mapeamento da geometria da cena para os pixels e não prescreve uma maneira particular de calcular a cor desses pixels. A cor específica de cada pixel é atribuída por sombreamento (que nas GPUs modernas é totalmente programável ). O sombreamento pode ser baseado em leis físicas, suas aproximações ou intenções puramente artísticas.
O processo de rasterizar modelos 3D em um plano 2D para exibição em uma tela de computador (" espaço de tela ") é frequentemente realizado por hardware de função fixa (não programável) dentro do pipeline gráfico . Isso ocorre porque não há motivação para modificar as técnicas de rasterização usadas no tempo de renderização e um sistema de propósito especial permite alta eficiência.
Rasterização de triângulo
Uma representação comum de modelos 3D digitais é poligonal . Antes da rasterização, os polígonos individuais são divididos em triângulos, portanto, um problema típico para resolver na rasterização 3D é a rasterização de um triângulo. Propriedades que geralmente são exigidas de algoritmos de rasterização de triângulo são que rasterizar dois triângulos adjacentes (ou seja, aqueles que compartilham uma aresta)
- não deixa buracos (pixels não rasterizados) entre os triângulos, para que a área rasterizada seja completamente preenchida (assim como a superfície dos triângulos adjacentes). E
- nenhum pixel é rasterizado mais de uma vez, ou seja, os triângulos rasterizados não se sobrepõem. Isso é para garantir que o resultado não dependa da ordem em que os triângulos são rasterizados. O excesso de pixels também pode significar o desperdício de capacidade de computação em pixels que seriam sobrescritos.
Isso leva ao estabelecimento de regras de rasterização para garantir as condições acima. Um conjunto dessas regras é chamado de regra superior esquerda , que afirma que um pixel é rasterizado se e somente se
- seu centro está completamente dentro do triângulo. Ou
- seu centro fica exatamente na aresta do triângulo (ou arestas múltiplas no caso de cantos) que é (ou, no caso de cantos, todas são) na borda superior ou esquerda .
Uma aresta superior é uma aresta que é exatamente horizontal e fica acima de outras arestas, e uma aresta esquerda é uma aresta não horizontal que está no lado esquerdo do triângulo.
Esta regra é implementada, por exemplo, por Direct3D e muitas implementações OpenGL (mesmo que a especificação não a defina e exija apenas uma regra consistente).
Qualidade
A qualidade da rasterização pode ser melhorada por antialiasing , que cria bordas "suaves". A precisão de subpixel é um método que leva em consideração posições em uma escala mais precisa do que a grade de pixels e pode produzir resultados diferentes, mesmo se os pontos finais de uma primitiva caírem nas mesmas coordenadas de pixel, produzindo animações de movimento mais suaves. Hardware simples ou mais antigo, como o PlayStation 1 , não tinha precisão de subpixel na rasterização 3D.
Veja também
- Rasterização de fonte
- Resolução de subpixel
- Rastreamento de imagem
- Determinação de superfície oculta
- O algoritmo de linha de Bresenham para um método típico de rasterização
- Renderização Scanline para rasterização linha por linha
- Rendering (computação gráfica) para informações mais gerais
- Pipeline de gráficos para rasterização em hardware gráfico comum
- Processador de imagem raster para rasterização 2D em sistemas de impressão
- Gráficos vetoriais para a arte original
- Gráficos raster para o resultado
- Raster para vetor para conversão na direção oposta
- Rede irregular triangulada , uma fonte vetorial para dados de topografia, frequentemente rasterizada como um modelo digital de elevação (raster) .
- Lista de exibição