计算机图形学基础(1).ppt

正轴测图三种轴测图：正等轴测图；正二等轴测图；斜二等轴测图透视投影分析：三维裁剪三维裁剪三维裁剪保留所有在观察空间内的图形以便在输出设备中显示，所有在观察空间外的图形被丢弃。三维直线段的裁剪多边形面的裁剪消隐提出问题物体的消隐或隐藏线面的消除：在给定视点和视线方向后，决定场景中哪些物体的表面是可见的，哪些是被遮挡不可见的。物体的消隐或隐藏线面的消除。图象空间消隐算法以屏幕象素为采样单位，确定投影于每一象素的可见景物表面区域，并将其颜色作为该象素的显示颜色。景物空间消隐算法直接在景物空间（观察坐标系）中确定视点不可见的表面区域，并将它们表达成同原表面一致的数据结构。图象空间消隐算法：有深度缓冲器算法、A缓冲器算法、区间扫描线算法等。景物空间消隐算法：BSP算法、多边形区域排序算法。介于二者之间：深度排序算法、区域细分算法、光线投射算法等。?两个基本原则：排序、连贯性选择z轴的负向为观察方向真实感图形绘制提出问题真实感图形绘制： 通过综合利用数学、物理学、计算机以及心理学等知识在计算机图形输出设备上绘制出能够以假乱真的美丽景象。真实感图形绘制用计算机生成三维场景的真实图形，需完成步骤：(1)在计算机中进行场景造型；(2)进行取景变换和透视变换；(3)进行消隐处理；(4)进行真实感图形绘制真实感图形绘制即根据假定的光照条件和景物外观因素，依据一定的光照模型，计算可见面投射到观察者眼中的光强度大小，并将它转换成适合图形设备的颜色值，生成投影画面上每一个象素的光强度，使观察者产生身临其境的感觉。?基本概念：光强（度）：描述物体表面朝某方向辐射光的颜色，它既能表示光能大小又能表示其色彩组成的物理量。光照模型（Illuminationmodel），也称明暗模型，主要用于物体表面某点处的光强度计算。简单的光照模型复杂的光照明模型*字符串的属性文本高度、文本宽度（扩展/压缩因子）、字符方向、文本路径方向、对齐方式（左对齐，中心对齐，或右对齐，指定起始、终止点）、文本字体、字符的颜色属性等。反绘（从右到左）、倒绘（旋转180°）、写方式（替换或与方式）等。二维变换及二维观察提出问题如何对二维图形进行方向、尺寸和形状方面的变换如何方便地实现在显示设备上对二维图形进行观察几何变换图形的几何变换是指对图形的几何信息经过平移、比例、旋转等变换后产生新的图形，是图形在方向、尺寸和形状方面的变换。二维变换矩阵基本几何变换基本几何变换都是相对于坐标原点和坐标轴进行的几何变换平移变换平移是指将p点沿直线路径从一个坐标位置移到另一个坐标位置的重定位过程。平移是一种不产生变形而移动物体的刚体变换（rigid-bodytransformation）比例变换比例变换是指对p点相对于坐标原点沿x方向放缩Sx倍，沿y方向放缩Sy倍。其中Sx和Sy称为比例系数。旋转变换二维旋转是指将p点绕坐标原点转动某个角度（逆时针为正，顺时针为负）得到新的点p’的重定位过程。推导：矩阵：逆时针旋转θ角顺时针旋转θ角?对称变换对称变换后的图形是原图形关于某一轴线或原点的镜像。二维图形几何变换的计算几何变换均可表示成P’=P*T的形式? 1.点的变换 ?2.直线的变换 3.多边形的变换 4.曲线的变换复合变换复合变换是指：图形作一次以上的几何变换，变换结果是每次的变换矩阵相乘。任何一复杂的几何变换都可以看作基本几何变换的组合形式。复合变换具有形式：坐标系之间的变换问题：两维观察基本概念在计算机图形学中，将在用户坐标系中需要进行观察和处理的一个坐标区域称为窗口（Window）将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区（Viewport） 要将窗口内的图形在视区中显示出来，必须经过将窗口到视区的变换（Window-ViewportTransformation）处理，这种变换就是观察变换（ViewingTransformation）。变焦距效果整体放缩效果漫游效果?用户坐标系到观察坐标系的变换用户坐标系到观察坐标系的变换分由两个变换步骤合成： 1.将观察坐标系原点移动到用户坐标系原点 2.绕原点旋转使两坐标系重合?三维变换及三维观察提出问题如何对三维图形进行方向、尺寸和形状方面的变换如何进行投影变换如何方便地实现在显示设备上对三维图形进行观察几何变换图形的几何变换是指对图形的几何信息经过平移、比例、旋转等变换后产生新的图形。点的矩阵变换线框图的变换用参数方程描述的图形的变换三维基本几何变换三维基本几何变换都是相对于坐标原点和坐标轴进行的几何变换假设三维形体变换前一点