五讲 剪裁.PPTVIP

内容摘要 裁剪 窗口视图变换 线段裁剪 线段端点与窗口区域关系判断 Cohen-Sutherland线段裁剪算法 中点分割算法 最远可见点算法 中点分割算法处理流程 多边形裁剪 多边形裁剪 多边形裁剪流程图 裁剪 窗口视图变换 线段裁剪 线段端点与窗口区域关系判断 线段端点与窗口区域关系判断 Cohen-Sutherland线段裁剪算法 中点分割算法 最远可见点算法 多边形裁剪 多边形裁剪 多边形裁剪 多边形裁剪流程图 * 在使用计算机处理图形信息时，往往计算机内部存储的图形比较大，而屏幕显示只是图的一部分。例如，虽然计算机内部可以存储全国地图。但是，如果把全国整幅显示在屏幕上，则不能看到各地局部的细节。这时，可以使用缩放技术，把地图中的局部区域放大显示。在放大一幅图形的一部分区域，必须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，以便显示落在显示区内的那部分图形。这个选择处理过程称为裁剪，就好象从一个大的图形中剪出需要的一个小块。 裁剪在图形处理中很有意义，本章节专门研究裁剪的方法，根据这些方法还可以构造出更高级的裁剪算法 窗口：由用户坐标系定义的一个矩形区域； 视口：由设备坐标系定义的一个矩形区域； 当把用户坐标系中的图形在图形设备上输出时，可以定义适当的窗口和视口，使窗口的图形在视口内显示，处于窗口外或视口外的图形则不被显示即称被裁剪掉。固定视口而改变窗口，就可以在 视口 HV LV (XV1，YV1) 窗口 HW (XW1，YW1) LW 窗口与视口的关系 用户坐标系 设备坐标系 视口中观察到用户描述的全部图形了。 窗口与视口存在变换关系： 设：视口的宽为LV，高为HV，左下角为(XV1，YV1)，窗口的宽为LW，高为HW，左下角为(XW1，YW1)，如图所示。对视口中的点(XV，YV)，在窗口中有一点（XW，YW）与之对应，且有： (XW-XW1)/(XV-XV1)＝LW／LV (YW-YW1)/(YV-YV1)＝HW／HV 裁剪算法有二维的和三维的，裁剪对象可以是规则形体，也可以是不规则形体，其裁剪算法可以用硬件实现，也可以用软件实现。 在进行裁剪时，画面中对应于屏幕显示的那部分区域也即窗口，把其定义为矩形，由上、下、左、右四条边围成，即：(xL，yB)，(xR，yH)。裁剪的实质就是决定图形中哪些点、线段、文字、以及多边形在裁剪窗口之内， 在窗口内的图形被保留显示，而窗口之外的画面被裁去。如图所示。 对于点(x，y)，只要判别两对不等式： xL?x? xR， yB?y?yH 若四个不等式均成立，则点在窗口矩形之内；否则，点在窗口矩形之外。其中,等号表示点位于窗口的边界上。 1 完全在窗口内的线段和完全不在窗口内的线段可以用下面的语句判断。 if XaXL or XaXR then 1 if XbXL or XbXR then 1 if YaYB or YaYH then 1 if YbYB or YbYH then 1 line(Xa,Ya,Xb,Yb) 在窗口之内 1: if XaXL and XbXL then 2 if XaXR and XbXR then 2 if YaYH and YbYH then 2 if YaYB and YbYB then 2 一部分在窗口内,需要裁剪. 2:line(Xa,Ya,Xb,Yb)完全在窗口之外。 这样就可以首先将这两种特殊情况进行简单的判别而得到结果，剩下来的问题就是对于那些一部分在窗口内而另一部分在窗口外的线段的处理了。 (Xa,Ya) (Xb,Yb ) 3 由Dan Cohen和Ivan Sutherland提出的区域编码判断方法，它采用四位数码来标识线段的端点与窗口区域的关系。 如右图所示。编码规则为： 线段端点的区域编码 裁剪矩形 0100 0101 0110 0000 0001 0010 1000 1001 1010 端点位于窗口左侧 1 1 1 1 端点位于窗口右侧 端点位于窗口下侧 端点位于窗口上侧 从表3-1中可以看出，当两端点编码进行逻辑“与” 运算后，当结果不为零时，该线段完全在窗口外面，而当结果为零时，还要进一步判断。 1 算法的基本思想如下： 1．检查线段P1P2是否为完全可见，或完全不可见，对于这两种情况或完全取之，或完全弃之，否则 “2”。 2．找到P1P2在窗口外的一个端点P1（或P2）； 3．用窗口的边与P1P2的交点取代端点P1（或P2）； 4．P1P2线段是否完全可见，若是，则结束，否则转到“2“继续执行。 图中，线段不完全可见，也不是完全不可见，是部分在窗口内、部分在窗口外。 P1点的编码为010