CG图形裁剪.ppt

第六章 图形的裁剪 6.1 二维裁剪的概念 6.2 直线段的裁剪算法 6.3 多边形的裁剪算法 6.4 文本裁剪 6.1 二维裁剪的概念 6.1.1 裁剪 裁剪的原因 在现实或想像的空间中，图形可以有任意，甚至无限大的尺寸 但显示器的尺寸是有限的，被显示的图形有的部分落在窗口之内，有的部分落在窗口之外 落在窗口之外的图形的部分不应该被显示，需要舍弃 6.1 二维裁剪的概念 裁剪的概念 确定图形中哪些部分落在显示区之内，哪些部分落在显示区之外,以便只显示落在显示区内的那部分图形。这个选择过程称为裁剪 6.1 二维裁剪的概念 裁剪的过程 逐个判断构成图形的点、线段、文字等，是否包含在指定窗口区域内 裁剪算法的效率 裁剪的运算量非常大,算法的效率很重要 裁剪方法的选择 根据实际情况来选择裁剪方法,或考虑用硬件来实现 6.1 二维裁剪的概念 6.1.2 点的裁剪 对于给定点P(x,y),则P点在窗口内的条件是： x1≤x≤x2 y1≤y≤y2 否则，P点就在窗口外 等号成立时，表明点在窗口边界上，也认为是可见的 6.1 二维裁剪的概念 6.1.3 直线段的裁剪 直线和窗口的关系分为三类： ⑴ 整条直线在窗口内，完全显示,例如直线a ⑵ 整条直线在窗口外，不显示,例如直线b ⑶ 直线的一部分在窗口内，一部分在窗口外,例如直线c,d 6.1 二维裁剪的概念 直线段AB两端点(A,B)的位置关系： ⑴ 两个端点都窗口内：整条直线在窗口内 ⑵ 两个端点一内一外：直线的一部分在窗口内 ⑶ 两个端点都窗口外： 一部分在窗口外，如直线d 整条直线在窗口外,如直线b 6.1 二维裁剪的概念 直线裁剪的传统法 直接求交点法 求直线与窗口边框的交点，然后对交点的性质作分析,显示交点与窗口内端点（或另一交点）之间的可见部分 6.1 二维裁剪的概念 主要步骤： 通过端点位置关系,直接判断出完全在窗口内的直线 对其余直线，逐条与边框求交点，对交点进行分析，并将窗口外的部分删去 算法特点 该算法清楚解释了二维裁剪的含义，但效率较低 第六章 图形的裁剪 6.1 二维裁剪的概念 6.2 直线段的裁剪算法 6.4 多边形的裁剪算法 6.4 文本裁剪 6.2 直线段的裁剪 直线的裁剪算法 直线段裁剪算法是复杂图形裁剪的基础 复杂的曲线可以通过折线段来近似 常用的直线段裁剪算法： Cohen-Sutherland算法 中点分割算法 梁友栋－barskey算法 6.2.1 Cohen-Sutherland算法 基本思想： 对于每条直线段P1P2分为三种情况处理: （1）若P1P2完全在窗口内，则显示该线段P1P2 （2）若P1P2明显在窗口外，则丢弃该线段 （3）若线段不满足（1）或（2）的条件： 在直线与边框的交点处把线段分为两段 其中一段完全在窗口外，可弃之，然后对另一段重复上述处理。 Cohen-Sutherland算法 编码算法： 将窗口边线两边沿长，得到九个区域，每一个区域都用一个四位二进制数（0或1）编码来表示 编码方法： 四位数分别按其区域相对于上、下、右、左 四条边框线的位置编码为0（位于窗口侧）或1（位于非窗口侧） 直线的端点都按其所处区域赋予相应的区域码 Cohen-Sutherland算法 四位区域码的确定： 按照上、下、右、左 四条边框线的顺序 位于窗口侧编码为0 ，位于非窗口侧编码为1 Cohen-Sutherland裁剪 判断规则： 若code1=0,且code2=0,则P1P2完全在窗口内，“取”； 若code1code2≠0，则P1P2完全在窗口外，“弃”； 否则，求直线与边框的交点，在交点处把线段分为两段 其中一段完全在窗口外，可弃之 对另一段重复上述处理。 线段分类： Cohen-Sutherland算法 Cohen-Sutherland算法小结 特点：可快速判断线段的完全可见和显然不可见 优点：本算法的优点在于简单，易于实现。 局限： 本算法对于其它形状的窗口未必同样有效 在这个算法中求交点计算量较大 6.2.2 中点分割裁剪算法 中点分割裁剪算法基本思想： 与Cohen-Sutherland算法一样，首先对线段端点进行编码，并把线段与窗口的关系分为三种情况，对前两种情况的处理，与Cohen-Sutherland算法相同； 对于第三种情况，求线段与窗口的交点时采用中点分割的方法。 中点分割裁剪算法 中点分割法求交点（以求靠近P0的交点为例） 求P0P1的中点Pm 选择新的P0P1 若Pm在窗口外，用PmP1代替P0P1 若Pm在窗口内，用P0P