القص (رسومات الحاسوب)
في سياق رسومات الحاسوب ، يُعدّ القصّ أسلوبًا لتمكين أو تعطيل عمليات العرض بشكل انتقائي ضمن منطقة اهتمام محددة . رياضيًا، يمكن وصف القصّ باستخدام مصطلحات الهندسة البنائية . لا ترسم خوارزمية العرض سوى وحدات البكسل في منطقة التقاطع بين منطقة القصّ ونموذج المشهد. أما الخطوط والأسطح الواقعة خارج حجم العرض (المعروف أيضًا باسم المخروط الناقص) فتُزال. [ 1 ]
تُستخدم مناطق القص عادةً لتحسين أداء العرض. يُقال إن البكسلات التي سيتم رسمها تقع داخل منطقة القص، بينما تقع البكسلات التي لن يتم رسمها خارجها. وبشكلٍ غير رسمي، يُقال إن البكسلات التي لن يتم رسمها "مُقَصَّة".
في الرسومات ثنائية الأبعاد
في الرسومات ثنائية الأبعاد، يمكن تحديد منطقة قص بحيث لا تُرسَم البكسلات إلا داخل حدود نافذة أو إطار. كما يمكن استخدام مناطق القص للتحكم الانتقائي في عرض البكسلات لأغراض جمالية أو فنية. في العديد من التطبيقات، تكون منطقة القص النهائية عبارة عن تركيب (أو تقاطع) شكل واحد أو أكثر مُعرَّف من قِبل التطبيق، بالإضافة إلى أي قيود على أجهزة النظام.
في أحد التطبيقات العملية، لنفترض برنامجًا لتحرير الصور. قد يقوم تطبيق المستخدم بعرض الصورة في نافذة عرض. وعندما يقوم المستخدم بتكبير الصورة أو تمريرها لعرض جزء أصغر منها، يمكن للتطبيق تحديد حدود قص بحيث لا يتم عرض وحدات البكسل خارج نافذة العرض. بالإضافة إلى ذلك، قد تحجب عناصر واجهة المستخدم الرسومية ، والطبقات المتراكبة، والنوافذ أو الإطارات الأخرى بعض وحدات البكسل من الصورة الأصلية. وبهذا المعنى، فإن منطقة القص هي مزيج من "قص المستخدم" المحدد من قِبل التطبيق و"قص الجهاز" الذي يفرضه نظام البرمجيات والأجهزة. [ 2 ] يمكن لبرامج التطبيقات الاستفادة من معلومات القص هذه لتوفير وقت المعالجة والطاقة والذاكرة، وتجنب العمليات المتعلقة بوحدات البكسل غير المرئية.
في الرسومات ثلاثية الأبعاد
في الرسومات ثلاثية الأبعاد، يُستخدم مصطلح "القص" لوصف العديد من الخصائص ذات الصلة. عادةً، يشير "القص" إلى العمليات التي تُجرى على المستوى والتي تتعامل مع الأشكال المستطيلة، بينما يشير "الاستبعاد" إلى طرق أكثر عمومية لمعالجة عناصر نموذج المشهد بشكل انتقائي. هذا المصطلح ليس جامدًا، ويختلف استخدامه الدقيق بين المصادر المختلفة.
تتضمن عناصر نموذج المشهد أشكالًا هندسية أساسية: نقاط أو رؤوس؛ قطع مستقيمة أو حواف؛ مضلعات أو وجوه؛ بالإضافة إلى كائنات نموذجية أكثر تجريدًا مثل المنحنيات، والخطوط المنحنية، والأسطح، وحتى النصوص. في نماذج المشاهد المعقدة، قد يتم تعطيل عناصر محددة (قصها) لأسباب تشمل الرؤية داخل نافذة العرض ( حذف الأجزاء غير المرئية )؛ والاتجاه ( حذف الأسطح الخلفية )؛ والحجب بواسطة عناصر أخرى في المشهد أو النموذج ( حذف الأجزاء المحجوبة ، أو قص العمق أو "المحور Z"). توجد خوارزميات متطورة للكشف عن هذا القص وتنفيذه بكفاءة. تعتمد العديد من طرق القص المُحسّنة على منطق تسريع الأجهزة الخاص الذي توفره وحدة معالجة الرسومات (GPU).
يمكن توسيع مفهوم القص إلى أبعاد أعلى باستخدام أساليب الهندسة الجبرية المجردة .
نقطة التثبيت القريبة
إلى جانب إسقاط الرؤوس والقص ثنائي الأبعاد، يُعدّ القص القريب ضروريًا لترسيم الأشكال ثلاثية الأبعاد بشكل صحيح؛ وذلك لأن الرؤوس قد تُسقط خلف العين. يضمن القص القريب أن جميع الرؤوس المستخدمة لها إحداثيات ثنائية الأبعاد صحيحة. كما أنه، إلى جانب القص البعيد، يساعد في منع تجاوز قيم مخزن العمق. عانت بعض أجهزة رسم الخرائط النسيجية المبكرة (التي تستخدم رسم الخرائط النسيجية الأمامي ) في ألعاب الفيديو من تعقيدات مرتبطة بالقص القريب وإحداثيات UV .
قصّ التغطية (قصّ العمق أو قصّ المحور Z)
في رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد، يشير الحرف "Z" غالبًا إلى محور العمق في نظام الإحداثيات المتمركز عند نقطة الأصل في نافذة العرض: يُستخدم "Z" كمرادف لمصطلح "العمق"، ويتوافق مفهوميًا مع المسافة "داخل الشاشة الافتراضية". في نظام الإحداثيات هذا، يشير الحرفان "X" و"Y" إلى نظام إحداثيات ديكارتية تقليدي مُطبق على شاشة المستخدم أو نافذة العرض . تُحدد نافذة العرض هذه بهندسة مخروط الرؤية ، وتُحدد معلمات مجال الرؤية .
يشير مصطلح "قص العمق" (Z-clipping) إلى تقنيات تُستخدم لعرض عناصر معينة من المشهد بشكل انتقائي بناءً على عمقها بالنسبة للشاشة. تسمح معظم أدوات الرسومات للمبرمج بتحديد عمق قص "قريب" و"بعيد"، حيث يتم عرض أجزاء من العناصر الواقعة بين هذين المستويين فقط. يمكن لمبرمج التطبيقات المبدع استخدام هذه الطريقة لعرض صور مرئية للجزء الداخلي من جسم ثلاثي الأبعاد في المشهد. على سبيل المثال، يمكن لتطبيق تصوير طبي استخدام هذه التقنية لعرض الأعضاء الداخلية لجسم الإنسان. كما يمكن لمبرمج ألعاب الفيديو استخدام معلومات القص لتسريع منطق اللعبة. [ 3 ] فعلى سبيل المثال، يمكن لجدار أو مبنى عالٍ يحجب عناصر أخرى في اللعبة توفير وقت وحدة معالجة الرسومات (GPU) الذي كان سيُستهلك في تحويل العناصر وتكسية العناصر في المناطق الخلفية من المشهد؛ ويمكن لبرنامج متكامل بإحكام استخدام هذه المعلومات نفسها لتوفير وقت وحدة المعالجة المركزية (CPU) عن طريق تحسين منطق اللعبة للعناصر التي لا يراها اللاعب. [ 3 ]
الخوارزميات
- خوارزميات قص الخطوط :
- خوارزميات قص المضلعات :
- منهجيات العرض
انظر أيضاً
للمزيد من القراءة
- جواهر وحدة معالجة الرسومات: إزالة الحجب بكفاءة [ 3 ]
- القص في Java AWT :
java.awt.Graphics.clipRectJavaDoc [ 2 ] - القص في UIKit لنظام iOS (ثنائي الأبعاد):
UIRectClip - القص في SceneKit لنظام iOS (ثلاثي الأبعاد):
SCNCamera(تعديل منظور الكاميرا) - القص في OpenGL : الأسئلة الشائعة التقنية حول OpenGL: القص، والإخفاء، واختبار الرؤية [ 4 ]
مراجع
- ↑ بيرتولين، غاري؛ ويبي، إريك (2002). أساسيات الاتصال الرسومي ( الطبعة الثالثة). ماكجرو هيل. ص. G-3. ISBN 0-07-232209-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 2015-01-04 .
- 1 2 "java.awt.Graphics.clipRect" . أوراكل. 2014.
- 1 2 3 سيكوليتش، دين (2004). "إزالة الحجب الفعّالة" . جواهر وحدة معالجة الرسومات . بيرسون. مؤرشف من الأصل في 2013-06-05 . تم الاسترجاع في 2015-01-02 .
- ↑ بول مارتز (2001). "القص، والإخفاء، واختبار الرؤية" . OpenGL.org . تم الاسترجاع في 2015-01-02 .
- القص (رسومات الحاسوب)
- رسومات الحاسوب
- القطع الأثرية الرسومية الحاسوبية