プログラミング演習3 李亜民クラス第３回モデルづくりとグラデーション今回の内容  概念説明     作業   モデル作成グラデーション隠面消去 Vertexクラス、Pixelクラス変更課題について概念説明モデルづくりグラデーション隠面消去 3Dグラフィックスパイプライン ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 3Dモデル構築モデル変換バーテックス処理ビューポート変換バックフェースカリングラスタライズピクセルシェーディング Zバッファの適用：第３回：第１回：第４回：第１回：第３回：第２回：第４回：第３回モデル作成  ３DCGにおいて、モデルは三角形ポリゴンの集合体   例外も存在する（多角形ポリゴン、メタボールetc.）頂点（Vertex）配列と三角形ポリゴン（Face）配列で構築  Vertexを配置した後、展開図を参考にFaceを作っていくと良いモデルを作る時の注意  Vertex配列とFace配列は別に用意すること  座標変換は全Vertexに1回だけ行う必要がある     Faceを介さずに全Vertexにアクセスできるように Faceの初期化時に生成済みのVertexを渡せば良い一つの頂点を複数の面で共有する場合もある Faceを作る際には渡すVertexの順番に注意  A,B,Cが時計回りになっている側を表とするグラデーション  Vertexにr,g,bパラメータを持たせ、scan/spanの際に同様にして補間することで色を付ける  補間の仕様上、三角形の中心は3色の中間色になるが四角形の中心は対角頂点の中間色になる（右）隠面消去  ポリゴンが増えると、重なるポリゴンが出てくる  素直に描画すると最後に描画した面が手前に出てくる  ポリゴンの裏面は基本的に描画しない  隠面消去を行う必要がある  Zバッファ   手前にあるポリゴンのみ描画バックフェースカリング  背面は描画しないバックフェースカリング  カメラから見て反対側を向いている面は描画しない  法線を使用ラスタライズ時に確認し、背面なら以降のプロセスをスキップして次の面へ  面の重複を防ぐ他、計算量も削減できる  Zバッファ  キャンバスの全ピクセルについてZ値を記録    Zバッファよりも手前ならば色を上書きし、Zバッファを更新。そうでなければ破棄。スクリーン座標ではZ軸は奥側なので、Zバッファの初期値は適当な大きい値。 Zバッファは毎フレーム更新  回転する立方体＋固定三角形の交差イメージ作業 Pixel,Vertex,Face修正 Pixel, Vertexを一部変更  メンバ変数追加   コンストラクタ    double r, g, b ：頂点カラー（0.0~1.0） x,y,z,r,g,b指定コンストラクタを追加その他任意にメソッド   Pixel lerp(…) ：r, g, bの補間を追加 Color getColor() : r,g,bからColorを取得して返す  r,g,bが0.0～1.0の範囲に収まっていることを確認した上で、 Color(float r, float g, float b)を用いてColorを取得する Face.getNormal()追加  Vector getNormal()  面法線ベクトルを返す   頂点が時計回りになっている側をポリゴンの表とする外積(Vector.cross)を使用する  下の図で、法線𝑵 = 𝐴𝐶 × 𝐴𝐵となる第３回課題  1. 三角形にグラデーションをかけて下さい。     クラス：lec03に記述合わせて、バックフェースカリングを確認してください。以後の課題はメソッド呼び出しで切り替えられるように。 2. 立方体を作成し、描画して下さい。  合わせて、Zバッファの動作を確認して下さい。   交差するポリゴンを追加する、等。 3. [発展] 以下の中から選択してください（複数可）。    A. HSVカラーを展開した球を描画して下さい。 B. 楕円体を描画して下さい。 C. Maya等で作ったモデルを読み込めるようにして下さい。課題の実行イメージ課題1 課題2 (Zバッファの確認については当該ページ参照) 課題の実行イメージ [発展]HSV球 [発展]ファイル読み込み .objファイル（Shadeの標準形式）用インポーターを記述して使用。（シェーディング済み）