El que el espacio binario que reparte ( BSP ) es un método para recurrentemente subdividir un espacio en los sistemas convexos por subdivisión de los hiperplanos esta da lugar a una representación de la escena por medio de una estructura de datos del árbol conocida como árbol BSP.

En palabras más simples, es un método de romper para arriba polígonos intrincado shaped en sistemas convexos, o polígonos más pequeños que consisten enteramente en los ángulos reflejos (ángulos non- más pequeños que 180^o). Para una descripción más general del espacio que reparte, ver el espaciar la división de .

Original, este acercamiento fue propuesto en los gráficos de computadora 3D para aumentar la eficacia de la representación . Algunos otros usos incluyen la ejecución de operaciones geométricas con las formas (geometría sólida constructiva ) en el cad, los juegos de ordenador de la detección de colisión en robótica y 3D y otras aplicaciones informáticas que implican la dirección de escenas espaciales complejas.

Descripción

En gráficos de computadora es deseable que el dibujo de una escena esté correcto y aprisa. Una manera simple de dibujar una escena es correctamente el algoritmo del pintor: extraerla de nuevo al frente que pinta el fondo encima con cada objeto más cercano. Sin embargo, ese acercamiento es absolutamente limitado desde tiempo es los objetos de dibujo perdidos que serán girados en descubierto más adelante, y no todos los objetos serán dibujados correctamente.

el Z-buffering puede asegurarse de que las escenas estén dibujadas correctamente y eliminar el paso que ordena del algoritmo del pintor, pero es costoso en términos de uso de la memoria. Los árboles de BSP dividirán objetos de modo que el algoritmo del pintor los dibuje correctamente sin necesidad de un Z-almacenador intermediario y elimine la necesidad de clasificar los objetos pues un traversal simple del árbol los rendirá en la orden correcta. También sirve como base para otros algoritmos, tales como listas de la visibilidad, que intentan reducir giran en descubierto.

La desventaja es el requisito para un proceso previo desperdiciador de tiempo de la escena, que hace difícil e ineficaz ejecutar directo objetos móviles en un árbol de BSP. Esto es superada a menudo usando el árbol de BSP junto con un Z-almacenador intermediario, y usando el Z-almacenador intermediario para combinar correctamente objetos movibles tales como puertas y monstruos sobre la escena del fondo.

Los árboles de BSP son de uso frecuente por los tiradores de la Primero-persona de los juegos de ordenador 3D particularmente y ésos con los ambientes de interior. Probablemente el juego más temprano para utilizar una estructura de datos de BSP era la condenación (véase el condenar el motor para una mirada profundizada en la puesta en práctica de la condenación 's BSP del ). Otras aplicaciones incluyen el trazo de rayo y la detección de colisión .

Generación

La división binaria del espacio es un proceso genérico recurrentemente que divide una escena en dos hasta que satisfagan uno o más requisitos, el método específico de división que varía dependiendo de su propósito final. Por ejemplo, en BSP un árbol utilizó para la detección de colisión que el objeto original sería repartido hasta que cada parte llegue a ser bastante simple ser probado individualmente, y en la representación es deseable que cada parte sea convexa para poder utilizar el algoritmo del pintor.

El número final de objetos aumentará inevitable puesto que las líneas o las caras que cruzan el plano de división se deben partir en dos, y es también deseable que el árbol final sigue siendo razonablemente balanceado . Por lo tanto el algoritmo para correctamente y eficientemente creando un buen árbol de BSP es la parte más difícil de una puesta en práctica. En el espacio 3D, los planos se utilizan para repartir y para partir las caras de un objeto; en el 2.o espacio las líneas partieron los segmentos de un objeto.

El cuadro siguiente ilustra el proceso de repartir un polígono irregular en una serie de cuerpo unos. Aviso cómo cada paso produce polígonos con pocos segmentos hasta la llegada G y F, que son convexos y requieren la división no adicional. En este caso particular, la línea de división fue escogida entre las cimas existentes del polígono y no intersecó ningunos de sus segmentos. Si la línea de división interseca un segmento, o la cara en un modelo 3D, los segmentos o las caras que ofenden tienen que estar partidos en dos en la línea/el plano porque cada partición resultante debe ser un objeto completo, independiente.

Puesto que la utilidad de un árbol de BSP depende de como de bien fue generada, un buen algoritmo es esencial. La mayoría de los algoritmos probarán muchas posibilidades para cada partición hasta encontrar un buen compromiso y pudieron también mantener la información de la vuelta hacia atrás memoria para si una rama del árbol se encuentra para ser insatisfactoria poder intentar otras particiones alternativas. Por lo tanto producir un árbol requiere generalmente cómputos largos.

Otras estructuras de división del espacio

Los árboles de BSP dividen una región de espacio en dos subregiones en cada nodo. Se relacionan con el Quadtrees y el Octrees que dividen cada región en cuatro u ocho subregiones, respectivamente.

Cronología

publicó un informe que descrito cómo los planos cuidadosamente colocados en un ambiente virtual se podrían utilizar para acelerar ordenar del polígono. La técnica hizo uso de la coherencia de la profundidad, que indica que un polígono en el lado lejano del plano no puede, de ninguna manera, obstruir un polígono más cercano.
idea an o 80 Fuchs Schumacker refinado y otros del

, y formalizado un preproceso que reparte un ambiente virtual usar los planos que mienten coincidente con los polígonos. El resultado del preproceso es una base de datos jerárquica del polígono conocida como espacio binario que reparte el árbol.
el 1983 Fuchs y otros del

discutió la creación de los árboles de BSP y su uso en la representación rápida de objetos poligonales.
el 1987 Thibault y Naylor del

contorneó cómo los poliedros arbitrarios se pueden describir usar un árbol de BSP en comparación con el b-representante tradicional (representación del límite). Fijar las operaciones fueron mencionados, permitiendo el uso de la geometría sólida constructiva (CSG).
la caja 1990 y Séquin del

propusieron la generación fuera de línea de sistemas potencialmente visibles para acelerar la determinación superficial visible en 2.os ambientes ortogonales.
el 1991 Gordon y Chen del

scribió un método eficiente de ejecución delantero--detrás a la representación de un árbol de BSP, algo que el acercamiento back-to-front tradicional. Utilizaron una estructura de datos especial para registrar, eficientemente, las piezas de la pantalla que han sido exhaustas, y ésas con todo para ser rendidos. Éste era el papel usado por el Juan Carmack en la fabricación de la condenación .
la tesis del PhD de la caja 1992 del

scribió la generación y el uso eficientes de los sistemas potencialmente visibles para la determinación superficial visible fuera de línea en los ambientes poligonales arbitrarios 3D.