裁剪和剔除的区别

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裁剪和剔除是两种计算机图形技术，用于提高渲染效率和真实感。尽管这两种技术都涉及去除场景中不可见的部件，但它们的方法和结果有所不同。

阅读本文以了解更多关于裁剪和剔除以及它们之间区别的信息。

什么是裁剪？

裁剪是一种基本的计算机图形技术，用于去除位于视锥体或视区之外的对象、多边形或片段。在3D空间中，视锥体是一个金字塔形的区域，它定义了从摄像机视角可见的场景部分。视锥体之外的几何图形对观察者不可见，无需进行渲染。

裁剪提高了实时图形应用程序（例如游戏、模拟和虚拟现实）的性能，方法是优化渲染管道。

裁剪类型

多边形裁剪、线裁剪和点裁剪都是裁剪技术的示例。每种方法都采用独特的算法来检测和去除视锥体外的几何图形。

多边形裁剪

去除位于视锥体外的多边形的过程称为多边形裁剪。Sutherland-Hodgman算法是最常用的多边形裁剪算法。该算法通过将每个多边形边与视锥体相交并生成边与视锥体相交的新顶点来操作。

线裁剪

线裁剪是去除位于视锥体外的线的过程。最常见的线裁剪算法是Cohen-Sutherland算法。该算法将视锥体划分为九个区域，并检查线的每个端点是否与视锥体位于同一区域。如果不是，则该算法将线裁剪到区域的边界。

点裁剪

去除位于视锥体外的点的过程称为点裁剪。使用这种技术去除视锥体外的单个像素或片段。点裁剪算法只需确定每个点是否位于视锥体中，并丢弃任何不在视锥体中的点。

什么是剔除？

剔除是去除不可能可见的对象和图元的过程。剔除在图形管道的早期阶段执行，以确保不会获取、转换、栅格化和着色被拒绝的不可见对象。它用于通过减少需要处理的对象数量来改进渲染过程。

视锥体是一个三维体积，它表示摄像机看到的场景部分。六个平面在摄像机的位置相交并向外延伸，形成一个金字塔形的体积，该体积由视锥体定义。在这些平面之外，场景的任何对象或部分都被认为是在视锥体之外，可以被剔除。

剔除类型

可以使用各种类型的剔除技术来提高渲染性能。

视锥体剔除

最常见的剔除类型包括检查场景中的每个对象以查看它是否与视锥体相交。完全位于视锥体之外的对象可以安全地从渲染过程中删除。

遮挡剔除

此方法包括确定场景中哪些对象被其他对象遮挡或隐藏。如果一个对象完全被遮挡，则可以将其剔除。

背面剔除

此技术用于剔除背对摄像机的对象的表面。无需渲染这些表面，因为摄像机永远看不到它们。

LOD 剔除

LOD 剔除是一种技术，它涉及使用远离摄像机的对象的低细节版本。只有当对象对摄像机可见时，才渲染对象的更高细节版本。

裁剪和剔除的区别

下表重点介绍了裁剪和剔除的主要区别：

特征	裁剪	剔除
定义	裁剪是一种基本的计算机图形技术，用于去除位于视锥体或视区之外的对象、多边形或片段。	剔除是去除不可能可见的对象和图元的过程。
应用于	裁剪应用于单个或碎片化的多边形。	剔除应用于对象组或整个对象。
类型	多边形裁剪、视锥体裁剪以及近平面和远平面裁剪是一些裁剪类型。	背面剔除、遮挡剔除和对象剔除是一些剔除类型。
对几何图形的影响	它用于修改片段和多边形的形状以适应视锥体。	它不修改几何图形；它只是将其从渲染过程中删除。
用途	它用于节省时间。	它用于从图形中删除不必要的条目。
处理类型	它是一种选择性处理类型。	它是一种消除性处理类型。

结论

简而言之，裁剪和剔除是计算机图形中使用的两种重要技术，用于提高渲染效率和真实感。虽然这两种技术都涉及去除场景中不可见的部件，但它们的方法和结果有所不同。裁剪是去除位于视锥体或视区之外的几何图形的过程，而剔除是去除摄像机不可见的物体或物体部分的过程。