/Z-Buffer

CG course project - scanline algorithms

Primary LanguageC++

Z-Buffer说明文档

概述

本项目为2022-2023秋冬学期《计算机图形学》课程大作业，实现了以下功能：

  • 多边形扫描转换
  • 扫描线Z-Buffer
  • 普通Z-Buffer（全画幅Z-Buffer）
  • 层次Z-Buffer
  • 八叉树加速的层次Z-Buffer

详细信息请看 说明文档

程序运行截图
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编译项目

多边形扫描转换

多边形扫描转换的实现位于polygon_scanline.cpp文件中，通过如下指令编译并运行后结果将储存为文件名为result.png的图像。

MacOS：

g++ -std=c++17 -Og polygon_scanline.cpp -o out && ./out

Windows：

g++ -std=c++17 -Og polygon_scanline.cpp -o out && out.exe

Z-Buffer

Z-Buffer相关算法在窗口程序中展示，提供makefile和.sln编译并运行，目前支持MacOS和Windows（Win32）平台。本程序未使用多线程或者GPU加速，编译使用的参数为std=c++17 -O3，如果需要贴调整编译参数可以查看并修改makefile文件或在Visual Studio的Project-Properties中修改：

MacOS

  1. 在根目录下打开Terminal或者cd 根目录
  2. make

Windows

使用Visual Studio编译：

  1. 用Visual Studio打开Z-Buffer.sln，推荐使用Visual Studio 2019或以上版本
  2. 使用Ctrl+B编译，或者菜单栏-Build-Build Z-Buffer
  3. 编译结果将被拷贝到根目录下，文件名viewer.exe

使用MinGW编译：

  1. 安装MinGW https://sourceforge.net/projects/mingw/ 选择合适的版本安装，并将mingw64/bin添加到环境变量
  2. 打开CMD，cd 根目录
  3. mingw32-make

运行程序

编译后使用命令行选择需要加载的模型和绘制模式：

MacOS

示例：

./viewer -i meshes/spot.obj
./viewer -i meshes/spot.obj -c 3 3
./viewer -i meshes/spot.obj -c 3 3 -z octz
./viewer -i meshes/spot.obj -c 5 3 -z hiez -p o -m b 10

Windows

示例：

viewer.exe -i meshes/spot.obj
viewer.exe -i meshes/spot.obj -c 3 3
viewer.exe -i meshes/spot.obj -c 3 3 -z octz
viewer.exe -i meshes/spot.obj -c 5 3 -z hiez -p o -m b 10

启动参数

  • -i 需要加载的模型（必填）
  • -z 需要使用的Z-Buffer算法：
    • simple 简单Z-Buffer算法（默认）
    • scanline 扫描线Z-Buffer算法
    • hiez 层次Z-Buffer算法
    • octz 空间八叉树加速的Z-Buffer算法
  • -c 绘制数量：
    • 1 n 绘制11n个模型（默认 1 1）
    • 3 n 绘制33n个模型
    • 5 n 绘制55n个模型
  • -m 绘制模式：
    • r 实时模式（默认）
    • b n Benchmark模式，绘制n帧并输出计时结果
  • -p 投影模式：
    • p 透视投影（默认）
    • o 正交投影

窗口操作指南

鼠标拖拽：旋转视角

鼠标滚轮：在透视投影下调整FOV

空格键：重置视角

ESC键：退出程序

性能

下图为Armadillo模型的绘制结果（1024x1024），模型共212574个三角形，在Mac Book Pro 2019@1.4 GHz Quad-Core Intel Core i5测试平台下，绘制用时45.1752ms

命令行：

查看实时绘制结果：viewer.exe -i meshes/armadillo.obj

查看绘制用时：viewer.exe -i meshes/armadillo.obj -m b 1

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