1. O que é o algoritmo do pintor e como ele difere do Z-buffer?

Passo 1

O enunciado pede para explicar o algoritmo do pintor (Painter’s Algorithm) e comparar seu funcionamento com o do Z-buffer. O tema é remoção de superfícies ocultas em computação gráfica: técnicas que garantem que apenas as partes visíveis de polígonos ou fragmentos sejam renderizadas.

Passo 2

O algoritmo do pintor baseia-se na analogia de um pintor que pinta primeiro o fundo e depois vai sobrepondo camadas mais próximas da “câmera”. Em termos de polígonos 3D, a ideia é:
1) calcular uma medida de profundidade de cada polígono, por exemplo a distância média ou o valor de z do seu vértice mais afastado;
2) ordenar todos os polígonos em ordem decrescente de profundidade (do mais longe para o mais perto);
3) desenhar (rasterizar) um por um seguindo essa ordem, de modo que polígonos mais próximos cubram automaticamente os que estão atrás.

Passo 3

Apesar de intuitivo, o pintor enfrenta dificuldades quando polígonos se entrelaçam ou se intersectam, pois a ordem global por profundidade pode não existir. Nesses casos é preciso subdividir polígonos ou aplicar heurísticas de quebra de laços, o que complica e pode degradar desempenho.

Passo 4

O Z-buffer, por sua vez, resolve a visibilidade a nível de pixel. A cada fragmento gerado pelo rasterizador, mantém-se um buffer de profundidade de tamanho igual ao frame buffer. Para cada fragmento calcula-se seu valor de profundidade z e compara-se com o valor já armazenado no Z-buffer na mesma posição de pixel. Se o novo fragmento estiver mais próximo, atualiza-se o color buffer e o Z-buffer; caso contrário, o descarta-se. Assim, não é preciso ordenar polígonos nem lidar com interseções poligonais.

Passo 5

Comparação direta:
  • O pintor ordena e desenha polígonos inteiros do fundo para a frente, exigindo subdivisão em casos de interseção.
  • O Z-buffer trata cada fragmento isoladamente, fazendo testes de profundidade por pixel sem precisar ordenar objetos.
  • O pintor pode economizar memória (não precisa de buffer extra), mas tem pior escalabilidade e casos degenerados.
  • O Z-buffer ocupa memória extra (o buffer de profundidade) mas é simples de implementar em hardware e robusto a geometrias complexas.

Resposta

O algoritmo do pintor ordena e rasteriza polígonos de trás para frente para sobrepor superfícies, enquanto o Z-buffer faz teste de profundidade por pixel, desenhando fragmentos mais próximos conforme aparecem e descartando automaticamente os que ficam atrás.

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