Metaball (рус. Метасфера, также встречается «метаболл») — n-мерный объект в компьютерной графике, представляющий собою замкнутую сглаженную поверхность. Техника рендеринга метасфер была изобретена Джимом Блинном (англ. Jimm Blinn) в начале 1980-х годов.
Использование полигонов в компьютерной графике часто дает несглаженные модели, причем степень сглаженности сильно зависит от масштаба. Для получения гладких поверхностей используются различные методы, такие как B-сплайны и поверхности Безье. При использовании метасфер подразумевается, что в пространстве задано множество управляющих точек или частиц, обладающих потенциалом, и заданы функции зависимости потенциала от расстояния. Вычисляя потенциал поля, можно построить сглаженные изоповерхности довольно сложной формы.
Каждая управляющая точка определяет собственную n-мерную потенциальную функцию (обычно n=3). Затем выбирается некое значение (потенциал), которое определяет форму метасферы (фактически, определяется эквипотенциальная поверхность). Таким образом, неравенство определяет, находится ли точка внутри поверхности, заданной управляющими точками, или нет.
Часто в качестве функции, задающей метасферу, используют , где — центр метасферы. Однако использование деления делает эту функцию неэффективной по скорости, поэтому обычно её заменяют аппроксимирующими полиномиальными функциями.
При поиске более эффективной функции потенциала желательно, чтобы она удовлетворяла следующим требованиям:
Простейшая функция потенциала, удовлетворяющая этим критериям: , где – расстояние между управляющей точкой и заданной точкой пространства. Она также довольно эффективна, поскольку не использует деления и извлечения корня.
Более сложные модели используют для лучшего сглаживания гауссов потенциал, ограниченный конечным радиусом набора многочленов. Модель мягких объектов братьев Вивилл (англ. Wyvill) обеспечивает более высокую степень сглаженности и не использует квадратные корни.
Простое обобщение модели можно получить, заменяя расстояние между точками в функции потенциала расстоянием до прямой или расстоянием до поверхности.
Есть множество способов рендеринга метасфер. Для трехмерных метасфер чаще всего применяют рэйкастинг и алгоритм marching cubes.
Двухмерные метасферы были очень популярны в демо в 1990-х. Этот эффект также доступен в модуле XScreensaver.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .