本软件使用共享数据结构实现了区间扫描线算法和z_buffer扫描线算法，支持非凸多边形，并可显示扫描线算法执行时间。
- 设备硬件：
Intel(R) Core(TM) i5-8600K CPU @ 3.60GHz，16G内存。 - 系统及编译环境：
Ubuntu 18.04, g++ 7.5, cmake 3.10 - 依赖库：
OpenCV 3.2（用于存储和显示图片）,Eigen 3.2（用于计算坐标变换、法向量等）,yaml-cpp 0.5.2（用于读取配置文件）。
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安装依赖环境，要求
Ubuntu > 18, OpenCV > 3, Eigen > 3, yaml-cpp, cmake > 2.8, g++ > 7.4sudo apt install -y libeigen3-dev libopencv-dev libyaml-cpp-devsudo apt install cmake g++-7
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在本目录下编译运行
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mkdir build && cd build -
cmake .. -
make -
./scanline
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配置obj文件路径、渲染方式、窗口大小以及调整模型位姿
- 请修改
config目录下的config.yaml文件，该文件主要的可配置项说明如下：
object_path: "../model/bunny.obj" #object file path width: 800 #width of window height: 600 #height of window render_mode: 0 #0 for interval scanline, 1 for z buffer scanline rotation_vector: [3.14, 0, 0] #original pose.
- 请修改
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在运行可执行文件时，可通过
W, A, S, D, J, K键调整模型位姿，使用Q键退出。
- bunny模型
- non_convex模型
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through模型
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在前述开发环境下，运行12个模型的时间如下，可见对大部分模型均能达到实时，在计时时只统计了两种算法各自的单独执行时间，并未统计显示模型时间。
| model number | vertices | face | time for interval scanline(ms) | time for z buffer scanlie(ms) |
|---|---|---|---|---|
| bunny | 34834 | 69451 | 37.5 | 37.78 |
| venus | 19755 | 43357 | 22.51 | 18.25 |
| teapot_origin | 3644 | 6320 | 3.90 | 3.60 |
| desk | 3125 | 2438 | 1.60 | 1.75 |
| cat | 2755 | 5506 | 7.25 | 7.58 |
| rose_vase | 2184 | 3360 | 9.75 | 5.35 |
| soccerball | 1760 | 1992 | 3.15 | 3.72 |
| dolphins | 855 | 1692 | 2.00 | 2.14 |
| teapot | 530 | 992 | 1.23 | 1.43 |
| cube | 8 | 6 | 0.11 | 0.78 |
| non_convex | 8 | 1 | 0.09 | 0.54 |
| through | 6 | 2 | 0.06 | 0.20 |
本仓库使用了git记录了debug和profile的过程，可以通过git日志看到完成此次作业具体过程。
- 解析object file时为了尽可能减少string的拷贝构造并未使用C++的stream设施，而是使用C语言的标准输入输出自行实现对文本行的split功能，因此可以较快地parse object file, 并且几乎不存在多余的拷贝。为了验证parse效率，对比了主要的几种split方法。
- 在实现active edge list的时候，一开始使用list存储active edge的智能指针，在profiler上发现这种做法极为低效。其中有两个问题，首先尽管智能指针的实现已经较为高效，但是频繁地拷贝带来引用计数的性能损耗仍然相当可观，换用普通指针后时间开销降低一半，二是STL库中list的sort方法远比泛型算法库中面向random access iterator的sort方法慢，并且存储指针还会带来间接引用的缓存不命中问题，最终直接使用vector存储active edge本身，对于频繁地插入插出经过上述改进，在venus上的时间损耗由60ms降到20ms.
- scanline算法预先计算了dz_x, dz_y, dx等等比例，从而增量式更新扫描线与边的交点坐标和深度，其理论基础是一次加法比数次乘除法快。实际实现的时候为了保持接口的规整性，直接根据平面参数重新计算了深度，在profiler中发现更新坐标和深度的时间占比几乎为0，因此没有带来可见的性能开销。
- 由于模型文件被Windows上的软件打开过，其中包含一个回车符号，在parse时没有考虑这一点，导致了在Windows上测试和Ubuntu上测试效果完全不同，这一问题花费了较多时间解决。