图形变换与裁剪.课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第五章 图形变换与裁剪,计算机学院,苏小红,1,基本内容,1 三维图形的基本问题,平面几何投影,平行投影,透视投影,2,三维图形的基本问题（1/5）,显示器屏幕、绘图纸等是二维的,显示对象是三维的,解决方法-投影,1.在二维屏幕上如何显示三维物体？,3,三维图形的基本问题（2/5）,2.如何表示三维物体？,三维形体的表示-空间直线段、曲线段、多边形、曲面片,三维形体的输入、运算、有效性保证-困难,解决方法-各种用于形体表示的理论、模型、方法,4,三维图形的基本问题（3/5）,3.如何反映遮挡关系？,物体之间或物体的不同部分之间存在相互遮挡关系,解决方法-消除隐藏面与隐藏线,5,三维图形的基本问题（4/5）,何谓真实感图形？,真实感来源于,透视关系和遮挡关系,光线传播引起的物体表面颜色的自然分布,解决方法,建立光照明模型,真实感图形绘制,4.如何产生真实感图形,6,三维图形的基本问题（5/5）,三维图形的基本研究内容,投影,三维形体的表示,消除隐藏面与隐藏线,建立光照明模型、研究真实感图形绘制方法,7,如何投影?,生活中的类比-如何拍摄景物？,拍摄过程,选景,取景-裁剪,对焦参考点,按快门-成像,移动方式,移动景物,移动照相机,平面几何投影（1/16）,8,投影照相机模型,选定投影类型,设置投影参数,拍摄方向、距离等,三维裁剪,取景,投影和显示,成像,平面几何投影（2/16）,9,平面几何投影及其分类,投影,将,n,维的点变换成小于,n,维的点,将3维的点变换成小于3维的点,投影中心,观察点、视点,投影面,不经过投影中心,平面几何投影（3/16）,10,平面几何投影（4/16）,投影线,从投影中心向物体上各点发出的射线,平面几何投影,投影面是平面,投影线为直线,投影变换,投影过程,投影的数学表示,11,平面几何投影（5/16）,投影分类,12,平面几何投影（6/16）,透视投影,平行投影,13,平面几何投影（7/16）,平行投影,投影中心与投影平面之间的距离为无限,投影方向,投影平面,14,平面几何投影（8/16）,正投影与斜投影,正平行投影,斜平行投影,15,平面几何投影（9/16）,三视图：正视图、侧视图和俯视图,y,x,主视图,俯视图,侧视图,图3 一个直角棱台的三视图,z,16,从三视图很难想象出实际物体的空间形状,解决：,投影平面不垂直于任何一个坐标轴,正轴测投影,y,x,z,图5 正轴测投影平面的定义,投影方程：,平面几何投影（10/16）,17,120,120,120,(a)正等轴测,y,z,x,投影,平面,三个单位向量将投影成三个长度相等的平面向量，即三根坐标轴有相同的变形系数,正方体的,正等轴测投影,平面几何投影（11/16）,18,正方体的,正轴测投影,(c)正三轴测,y,z,x,投影,平面,(b)正二轴测,投影,平面,y,z,x,平面几何投影（12/16）,19,透视投影,投影中心与投影平面之间的距离为有限,参数：投影方向，距离,例子：室内白炽灯的投影，视觉系统,特点：,产生近大远小的视觉效果，由它产生的图形深度感强，看起来更加真实。,平面几何投影（13/16）,20,透视投影投影方程,y,x,z,投影中心,d,x,y,P,P,y,x,z,投影平面,一点透视,平面几何投影（14/16）,21,灭点的个数?,灭点：,不平行于投影平面的平行线，经过透视投影之后相交于一点，称为灭点.,y,x,z,z轴灭点,图7 正方体的一点透视及其灭点,空间平行线可认为是相交于无穷远点，,灭点可以看成是无穷远点经透视投影后得到的点,灭点的位置?,平面几何投影（15/16）,22,一点透视,两点透视,三点透视,主灭点:平行于坐标轴的平行线产生的灭点。,一点透视,两点透视,三点透视,主灭点的个数由什么决定?,平面几何投影（16/16）,23,