Was ist clipping?

Clipping (Computergrafik)

Clipping ist ein grundlegendes Verfahren in der Computergrafik, das dazu dient, Geometrie außerhalb eines definierten Anzeigebereichs (auch Clipping-Region oder Clipping-Volumen genannt) zu entfernen. Es ist wichtig, um die Renderperformance zu verbessern, da weniger Polygone verarbeitet und gerendert werden müssen, und um die Korrektheit der Darstellung zu gewährleisten.

Warum ist Clipping notwendig?

• Performance: Das Rendern von Objekten, die sich außerhalb des Bildschirms befinden, ist unnötig und verschwendet Rechenleistung. Clipping eliminiert diese unnötige Verarbeitung.
• Korrektheit: Objekte, die teilweise außerhalb des Bildschirms liegen, müssen korrekt dargestellt werden. Clipping sorgt dafür, dass nur der sichtbare Teil eines Objekts gerendert wird. Dies verhindert Artefakte und falsche Darstellungen.

Arten von Clipping:

• 2D Clipping: Beschränkt auf die zweidimensionale Ebene. Häufig verwendet für Benutzeroberflächen und einfache Grafiken. Siehe auch: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/2d%20Clipping
• 3D Clipping: Beschränkt auf den dreidimensionalen Raum. Wesentlich für die realistische Darstellung in 3D-Spielen und anderen Anwendungen. Siehe auch: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/3d%20Clipping

Clipping-Regionen:

Die Form der Clipping-Region kann variieren. Typische Formen sind:

• Rechtecke (2D): Einfache und häufig verwendete Form für 2D-Clipping.
• Quader (3D): Standardmäßige Clipping-Region in der 3D-Grafikpipeline (View Frustum).
• Halbraum (3D): Definiert durch eine Ebene. Alle Punkte auf einer Seite der Ebene werden entfernt.
• Beliebige Polygone/Polyeder: Ermöglichen komplexere Clipping-Formen, erfordern aber auch komplexere Algorithmen.

Clipping-Algorithmen:

Es gibt verschiedene Algorithmen zum Durchführen des Clippings. Einige Beispiele sind:

• Cohen-Sutherland Algorithmus: Ein schneller Algorithmus für das Clipping von Linien gegen ein Rechteck. Siehe auch: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Cohen-Sutherland%20Algorithmus
• Liang-Barsky Algorithmus: Ein effizienterer Algorithmus für das Linienclipping. Siehe auch: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Liang-Barsky%20Algorithmus
• Sutherland-Hodgman Algorithmus: Ein Algorithmus zum Clipping von Polygonen gegen eine konvexe Clipping-Region. Siehe auch: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Sutherland-Hodgman%20Algorithmus

Anwendungen:

Clipping wird in vielen Bereichen der Computergrafik eingesetzt:

• Spieleentwicklung: Zur Optimierung der Renderperformance und zur korrekten Darstellung von 3D-Szenen.
• CAD/CAM: Zur Darstellung von Konstruktionszeichnungen und 3D-Modellen.
• Benutzeroberflächen (GUIs): Zur Beschränkung der Darstellung von Elementen innerhalb von Fenstern und Containern.
• Visualisierung: Zur Darstellung großer Datensätze, indem nur die relevanten Teile angezeigt werden.