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1.曲面消隐
消除隐藏的曲面。
原图：
此时很难判断物体之间的位置关系。
消除隐藏的线和面：
对于曲面消隐算法，根据消隐空间可以分为两种：
- 图像空间消隐
- 景物空间消隐/对象空间消隐
2.曲面消隐算法——图像空间算法
图像空间消隐是在图像坐标系进行设备变换（已经完成了投影变换，已经从三维转换为了二维）时的消隐。是二维坐标系下的消隐。
图像空间算法的特点为：
- 受分辨率限制
- 算法复杂为O(nN)，n是多边形的数目（图元的数目），N是像素的数量
常用的算法有Z-buffer、扫描线算法。
（1）Z-buffer
Z-buffer算法，称为Z缓冲算法，即存储了Z轴的深度信息。选择离视点最近的点将其绘制。
投影面为z=0，投影类型为平行投影。
举例：
紫色的三角形为第一个多边形，它是一个深度均匀的图形，深度均为5.
橘色的多边形为第二个多边形，它的深度是不均匀的，在第一个多边形的基础上，更新颜色信息。
如果某个像素点已经是紫色了，但是橘黄色多边形离视点更近，则将其用橘黄色多边形替换。如果橘黄色多边形离视点更远，则该点的颜色不变。
如果某个像素点还没有颜色，则将其绘制为橘黄色。
可以看出，Z-buffer算法的思想为：选择离视点最近的点进行绘制。
其算法流程为：
z_buffer_init()//初始化
{
对所有的像素点遍历进行初始化；
{
将所有的像素点绘制为背景色；
将所有像素点的z值初始化为正无穷；
}
}
z_buffer_draw()
{
从第一个多边形开始遍历，到最后一个多边形
{
对该多边形的每个像素进行遍历
{
如果该像素的Z值小于画布对应位置的像素的Z轴，
则将画布上该位置的Z值更新，同时更新颜色值。
}
}
}
注意：如果Z值是非正数，即负数和0，则在初始化的时候Z值应该是负无穷，然后取Z值最大的值。即总是取离视点最近的Z值。
Z_buffer算法的优缺点
- 计算复杂度为O(nN)，双重循环进行遍历
- 优：不需要排序
- 优：对多边形的几何形状没有限制，几何形状可以是任意的
- 硬件加速
- 缺：占显存
- 缺：容易走样
- 缺：不好处理透明物体
（2）扫描线算法
3.曲面消隐算法——对象空间算法
对象空间消隐是在视点坐标系进行投影变换时的消隐。
对象空间算法的特点为：
- 适合于精密的CAD工程领域
- 算法复杂度为O(n^2)，n是物体的数目。
常用算法为向后面剔除（back face culling ）、列表优先级算法（list priority methods）。
3.1 向后面剔除
如上图，是向后面剔除算法的示意图。
V：从物体到摄像机（视点）的视线方向。
N：物体表面的垂直方向。
：该物体是不可见的。
：该物体是可见的。
算法的不足：
- 仅限于凸多面体。
- 不能处理遮挡的物体。
3.2 列表优先级算法
原理：离视点远的物体不会遮挡离视点近的物体。
关键：确定景物空间中物体的可见性顺序。
条件：场景中物体在Z方向上没有相互重叠。
深度排序算法
这里采用画家算法，也被称为优先填充算法。
如图是画家算法的示意图。
画家算法的主要思想是，先绘制距离较远的场景，然后用距离较近的场景替代距离较远的场景。
如上图，可以看出多边形P的Zmax小于多边形Q的Zmin，则表明多边形Q更加接近视点（沿着Z轴负方向观察）。
则应该先画P，后画Q。
但是上图中，不同多边形的Z值范围是不重叠的，如果物体间的Z值范围是重叠的，则还需要判断多边形P是否遮挡多边形Q。
需要做以下5个判别步骤：
（1）多边形P和Q的x坐标范围是否不重叠。
（2）多边形P和Q的y坐标范围是否不重叠。
（3）从视点上看，多边形P是否完全位于多边形Q的背面。
（4）从视点上看，多边形Q是否完全位于P的同一侧。
（5）多边形P和Q在xy平面上的投影是否不重叠。
上述五种情况只要有一种成立，则表明多边形P和Q是互相不遮挡的（如下图，物体是互相遮挡的）。则多边形P的绘制优先级低于Q。
如果仍旧无法判断其优先级顺序，则要对物体做多边形剖分。
二叉空间剖分树算法（BSP树）
二叉空间剖分树算法的思想是：如果场景中多边形可以被一个平面分割成两部分，则与视点同侧的物体不会被异侧物体遮挡。
之后对位于分割平面两侧的多边形继续进行递归分割，直到每一个分割平面两侧或者一侧只有一个多边形。
可以看二叉空间剖分算法可以用一个二叉树的数据结构来表示。
举例：
空间ABC由A、B、C三个独立的房间组成，首先，分割平面1将空间分成了平面正向的A房间和平面负向的BC空间，BC空间被2紧接着分割为平面2正向的C房间和负向的B房间。注意这里平面的方向一般由墙壁面向的方向而定。
另一个实例：
上图是为了说明二叉空间剖分树不是唯一的。
BSP树的遍历：
视点位于分割平面的正侧，则遍历顺序为：负侧分支->根节点多边形->正侧分支
视点位于分割平面的负侧，则遍历顺序为：正侧分支->根节点多边形->负侧分支
3.3 常见的消隐算法
- Back-Face Detection
- Painter's Algorithm
- Ray Casting
- Scan-Line
- Z-Buffer
- Area Subvision
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