Viewing Pipeline

Die fotorealistische Darstellung von 3D-Objekten einer Szene auf den 2D-Bildschirm läßt sich beschreiben durch eine Sequenz von Transformationen, genannt Viewing Pipeline.

Folgende Informationen sind erforderlich:

• Jedes Objekt wird beschrieben durch Modellkoordinaten (z.B. Würfel ist beschrieben durch Mittelpunkt ($0,0,0$) und Kantenlänge $1$).
• Die Szene wird beschrieben durch eine Menge von Objekten, deren Lage und Größe in Weltkoordinaten beschrieben sind.
• Die Beleuchtung wird beschrieben durch eine Menge von Lichtquellen, der Lage und Ausrichtung in Weltkoordinaten beschrieben sind.
• Die synthetische Kamera wird beschrieben durch $U,V,N,VPD,(x_{\max} ,y_{\max}), (x_{\min},y_{\min})$.

Folgende Abkürzungen werden verwendet:

MC	model coordinate system
WC	world coordinate system
VRC	view reference coordinate system
NPC	normalized projection coordinate system
DC	device coordinate system

Jedes Polygon durchläuft die folgende Viewing-Pipeline:

1.)

Modeling: MC $\rightarrow$ WC
Beschreibe Polygonpunkte in Weltkoordinaten (dies geschieht durch Translation, Rotation und Skalierung).

2.)

View Orientation: WC $\rightarrow$ VRC
Beschreibe Polygonpunkte bzgl. des $UVN$-Systems (dies geschieht durch Wechsel des Koordinatensystems, anschließend ist die Szene beschrieben mit $x y$-Ebene = Bildebene, das Auge liegt bei $z = VPD$).

3.)

View Mapping: VRC $\rightarrow$ NPC
Transformiere die Szene derart, daß der sichtbare (= im Pyramidenstumpf aus view window, front plane, back plane liegende) Teil abgebildet wird auf einen Einheitswürfel, dessen Vorder- und Rückseite der front plane bzw. back plane entsprechen.

4.)

Device Mapping: NPC $\rightarrow$ DC
Bilde jeden Bildpunkt auf Gerätekoordinaten ab = übernimm $x, y$-Koordinaten; $z$ liefert Tiefeninformation.