Articulo de referencia

Rasterisation

Raster graphic image In computer graphics , rasterisation ( British English ) or rasterization ( American English ) is the task of taking an image described in a vector graphics...

Raster graphic image

In computer graphics, rasterisation (British English) or rasterization (American English) is the task of taking an image described in a vector graphics format (shapes) and converting it into a raster image which represents the original image.[1][2] The rasterized image may then be displayed on a computer display, video display or printer, or stored in a bitmap file format. Rasterization may refer to the technique of drawing 3D models, or to the conversion of 2D rendering primitives, such as polygons and line segments, into a rasterized format.

Etymology

The term "rasterisation" comes fromGerman Raster 'grid, pattern, schema'andLatinrāstrum 'scraper, rake'.[3][4]

2D images

Line primitives

Bresenham's line algorithm is an example of an algorithm used to rasterize lines.

Circle primitives

Algorithms such as the midpoint circle algorithm are used to render circles onto a pixelated canvas.

Triangle rasterization

Rasterizing triangles using the top-left rule

Polygons are a common representation of digital 3D models. Before rasterization, individual polygons are triangulated - therefore, a typical problem to solve in 3D rasterization is rasterization of a triangle.

Properties that are usually required from triangle rasterization algorithms are that rasterizing two adjacent triangles (i.e. those that share an edge) are:

  1. it leaves no 'holes' (non-rasterized pixels) between the triangles, so that the rasterized area is completely filled (just as the surface of adjacent triangles)
  2. no pixel is rasterized more than once, i.e. the rasterized triangles don't overlap. This is to guarantee that the result doesn't depend on the order in which the triangles are rasterized. Overdrawing pixels can also mean wasting computing power on pixels that would be overwritten.

This leads to establishing rasterization rules to guarantee the above conditions. One set of such rules is called a top-left rule, which states that a pixel is rasterized if and only if

  1. its center lies completely inside the triangle, or
  2. Su centro se encuentra exactamente en el borde del triángulo (o en varios bordes en caso de esquinas) , es decir (o, en caso de esquinas, todos lo son), ya sea en el borde superior o en el izquierdo . 

Una arista superior es una arista que es exactamente horizontal y se encuentra por encima de otras aristas, y una arista izquierda es una arista no horizontal que se encuentra en el lado izquierdo del triángulo.

Esta regla decide a qué triángulo pertenece un píxel en un límite. Está implementada por Direct3D [ 5 ] [ 6 ] y OpenGL (aunque la especificación aquí solo requiere una regla consistente [ 7 ] ).

Imágenes 3D

La rasterización es una de las técnicas típicas para renderizar modelos 3D. Comparada con otras técnicas de renderizado, como el trazado de rayos , la rasterización es extremadamente rápida y, por lo tanto, se utiliza en la mayoría de los motores 3D en tiempo real. Sin embargo, la rasterización es simplemente el proceso de calcular la correspondencia entre la geometría de la escena y los píxeles, y no prescribe una forma particular de calcular el color de dichos píxeles. El color específico de cada píxel se asigna mediante un sombreador de píxeles (que en las GPU modernas es completamente programable ). El sombreado puede tener en cuenta efectos físicos como la posición de la luz, sus aproximaciones o una intención puramente artística.

El proceso de rasterización de modelos 3D en un plano 2D para su visualización en una pantalla de ordenador (" espacio de pantalla ") se suele llevar a cabo mediante hardware de función fija (no programable) dentro del pipeline gráfico . Esto se debe a que no hay incentivos para modificar las técnicas de rasterización utilizadas en el momento de la renderización [ 8 ] y un sistema específico permite una alta eficiencia.

Calidad

Precisión de píxeles (izquierda) frente a precisión de subpíxeles (centro) frente a suavizado de bordes (derecha)

La calidad de la rasterización se puede mejorar mediante el suavizado de bordes (antialiasing) , que crea bordes "suaves". La precisión subpíxel es un método que considera las posiciones a una escala más fina que la cuadrícula de píxeles y puede producir resultados diferentes incluso si los puntos finales de una primitiva caen en las mismas coordenadas de píxeles, lo que produce animaciones de movimiento más fluidas. El hardware simple o antiguo, como PlayStation 1 , carecía de precisión subpíxel en la rasterización 3D. [ 9 ]

Véase también

Referencias

  1. Michael F. Worboys (30 de octubre de 1995). SIG: Una perspectiva desde la informática . CRC Press. págs.  232–. ISBN 978-0-7484-0065-2.
  2. Kang-Tsung Chang (27 de agosto de 2007). Programación de ArcObjects con VBA: Un enfoque orientado a tareas, Segunda edición . CRC Press. págs. 91–. ISBN  978-1-4200-0918-7.
  3. Harper, Douglas. "raster" . Diccionario etimológico en línea .
  4. rastrum . Charlton T. Lewis y Charles Short. Un diccionario latino sobre el proyecto Perseo .
  5. "Reglas de rasterización (Direct3D 9)" . Microsoft Docs . Consultado el 19 de abril de 2020 .
  6. "Reglas de rasterización (DirectX11)" .
  7. OpenGL 4.6 (PDF) . pág. 478. 
  8. "Rasterización: una implementación práctica" . www.scratchapixel.com . Consultado el 6 de octubre de 2023 .
  9. "Problemas de rasterización de PlayStation" . Libretro . 4 de octubre de 2016. Consultado el 19 de abril de 2020 .
  • Artículos de Michael Abrash sobre gráficos por computadora
  • API DirectX de Microsoft
  • API de OpenGL
  • Matrices (incluidas las matrices de transformación) de MathWorld
  • Rasterización: una implementación práctica
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