Τι είναι οι πίνακες πολυγώνου στα γραφικά του υπολογιστή;

Στα γραφικά υπολογιστών, οι πίνακες πολυγώνου (μερικές φορές ονομάζονται πλέγματα πολυγώνου ή απλά πλέγματα) είναι δομές δεδομένων που χρησιμοποιούνται για να αντιπροσωπεύουν τη γεωμετρία των 3D αντικειμένων. Αντί να αποθηκεύουν κάθε σημείο μιας επιφάνειας, προσεγγίζουν σύνθετα σχήματα χρησιμοποιώντας μια συλλογή από επίπεδη πολύγωνα (τυπικά τρίγωνα ή τετράπλευρα). Κάθε πολύγωνο ορίζεται από τις κορυφές του (γωνιακά σημεία). Ο πίνακας οργανώνει αυτές τις πληροφορίες, αποθηκεύοντας αποτελεσματικά και επιτρέποντας πρόσβαση σε:

* Δεδομένα κορυφής: Οι 3D συντεταγμένες (x, y, z) κάθε κορυφής στο μοντέλο. Αυτά τα δεδομένα μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν άλλα χαρακτηριστικά όπως οι κανονικοί (προσανατολισμός της επιφάνειας), οι συντεταγμένες υφής (για χαρτογράφηση εικόνων στην επιφάνεια) και χρώματα κορυφής.

* Δεδομένα πολυγώνου: Πληροφορίες που περιγράφουν κάθε πολύγωνο. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει έναν κατάλογο δεικτών που αναφέρονται στις κορυφές που καθορίζουν κάθε πολύγωνο. Για παράδειγμα, ένα τρίγωνο μπορεί να οριστεί από τρεις δείκτες, το καθένα που δείχνει σε μια κορυφή στα δεδομένα κορυφής. Αυτή η προσέγγιση που βασίζεται σε δείκτη είναι πολύ πιο αποτελεσματική από την αποθήκευση συντεταγμένων κορυφών απευθείας για κάθε πολύγωνο, ιδιαίτερα για μεγάλα πλέγματα όπου οι κορυφές συχνά μοιράζονται μεταξύ πολλαπλών πολυγώνων.

* Πληροφορίες συνδεσιμότητας (προαιρετικά): Ορισμένες δομές πίνακα πολυγωνών αποθηκεύουν ρητά πληροφορίες σχετικά με τη γειτνίαση των πολυγώνων (που τα πολύγωνα μοιράζονται άκρα). Αυτό είναι χρήσιμο για πολλούς αλγόριθμους όπως ο κανονικός υπολογισμός, η ανίχνευση ακμής και η απλοποίηση των ματιών.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε πίνακες πολυγώνου;

* Αποδοτικότητα: Παρέχουν έναν συμπαγή τρόπο για να αντιπροσωπεύουν σύνθετα σχήματα. Αντί να αποθηκεύετε εκατομμύρια σημεία για μια λεπτομερή επιφάνεια, πρέπει μόνο να αποθηκεύσετε τις συντεταγμένες των κορυφών της και τον τρόπο σύνδεσης για να σχηματίσουν πολύγωνα.

* Απλότητα: Η απόδοση πολυγώνων είναι υπολογιστικά απλή. Το υλικό γραφικών είναι εξαιρετικά βελτιστοποιημένο για απόδοση πολυγώνου.

* Ευελιξία: Επιτρέπουν μια μεγάλη ποικιλία σχημάτων και επιπέδων λεπτομέρειας. Μπορείτε να προσεγγίσετε καμπύλες επιφάνειες με πολλά μικρά πολύγωνα για υψηλή πιστότητα ή να χρησιμοποιήσετε λιγότερα πολύγωνα για ταχύτερη απόδοση.

Διαφορετικοί τύποι πινάκων πολυγώνου:

Δεν υπάρχει ούτε ένα πρότυπο. Η συγκεκριμένη δομή μπορεί να ποικίλει ανάλογα με την εφαρμογή και τον τύπο του πλέγματος:

* Τρίγωνο πλέγμα: Ο πιο συνηθισμένος τύπος. Χρησιμοποιεί μόνο τρίγωνα.

* quad mesh: Χρησιμοποιεί μόνο quadrilaterals.

* Υβριδικό πλέγμα: Μπορεί να περιέχει τόσο τρίγωνα όσο και τετράπλευρα.

* Ευρετήριο πλέγμα: Χρησιμοποιεί δείκτες για να αναφέρεται σε κορυφές, όπως περιγράφεται παραπάνω. Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη και αποτελεσματική προσέγγιση.

* Μη δελεαστικά πλέγμα: Αποθηκεύει τις συντεταγμένες κορυφής απευθείας για κάθε πολύγωνο, λιγότερο αποτελεσματικό.

Στην ουσία, ένας πίνακας πολύγωνου είναι ένας δομημένος τρόπος για να αντιπροσωπεύει τη γεωμετρία ενός μοντέλου 3D σε μορφή κατάλληλη για αποτελεσματική επεξεργασία και απόδοση από συστήματα γραφικών υπολογιστών. Είναι ένα θεμελιώδες δομικό στοιχείο σε αγωγούς μοντελοποίησης και απόδοσης 3D.