第6章二維觀察

第6章二維觀察觀察流程觀察參考坐標(biāo)系窗口到視口的坐標(biāo)變換二維觀察函數(shù)裁剪操作點(diǎn)的裁剪線段的裁剪多邊形的裁剪文字的裁剪

觀察流程建模變換觀察變換規(guī)格化變換工作站

變換MCWCVCNDCDCMC----建模坐標(biāo)系WC----世界坐標(biāo)系VC----觀察坐標(biāo)系NDC--規(guī)范化設(shè)備坐標(biāo)系DC----設(shè)備坐標(biāo)系觀察坐標(biāo)系裁剪窗口建立觀察參考坐標(biāo)系選擇P0（x0,y0),觀察向上向量vP0平移至世界坐標(biāo)系原點(diǎn)T旋轉(zhuǎn)使與觀察坐標(biāo)重合Rp0View-up觀察坐標(biāo)系Viewingcoordinates建立觀察坐標(biāo)系ViewingcoordinatesXY-------UV選擇觀察坐標(biāo)系原點(diǎn)P0，定義觀察矢量V和與之正交的向量u

Mwc,vc=

R?.TT---將觀察坐標(biāo)系原點(diǎn)移動(dòng)到世界坐標(biāo)系原點(diǎn)R---將觀察坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動(dòng)到與世界坐標(biāo)系重合

定義觀察坐標(biāo)系原點(diǎn)P0;定義觀察向上向量v(vx,vy),求出正交向量u（vy,-vx);變換矩陣：原點(diǎn)平移至P0,矩陣T,旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸至u，v，矩陣R

P0VOXYvx

vy

0vy-vx

0001u裁剪窗口到規(guī)范化窗口的映射

(6.8)

上式由6.8式得到，xvmin=-1,xvmax=+1。規(guī)范化正方形到視口，可保持x,y的比例。一個(gè)設(shè)備上可顯示多視口。工作站變換規(guī)格化變換規(guī)范化變換、工作站變換規(guī)范化變換工作站變換

規(guī)范化坐標(biāo)空間到

各工作站的變換6.8式中，用-1裁剪操作Clipping邊界：矩形邊界多邊形邊界圓和曲線邊界窗口裁剪與視口裁剪裁剪對(duì)象：

點(diǎn)，線，區(qū)域，曲線，文字點(diǎn)的裁剪P(x,y)W(xmin,xmax,ymin,ymax)if(xmin<=x<=xmax

)and(ymin<=y<=ymax)thendisplayP(x,y)線段的裁剪

Cohen-Sutherland線段裁剪法中點(diǎn)裁剪法

梁友棟-Barsky

線段裁剪法

Nicholl-Lee-Nicholl

線段裁剪法

非矩形窗口的裁剪Cohen-Sutherland線段裁剪法編碼法Bit_4=1ify>ymaxBit_3=1ify<ymin

Bit_2=1ifx>xmaxBit_1=1ifx<xminf(p)=(TBRL)Iff(p)=(0000)；pinwindowf(p1)=f(p2)=(0000)；p1p2inwindowElseiff(p1)&f(p2)=(1xxx)or(x1xx)or(xx1x)or(xxx1)p1p2notvisibleElse可見性不定求交處理裁剪的實(shí)現(xiàn)BottomLeftTopRight100110001010000100000010010101000110LeftRightBottomTop求交計(jì)算直線的參數(shù)方程

P0(x0,y0),P1(x1,y1)

P(u)=P0+(P1-P0)u0≤u≤1

x(u)=x0+(x1-x0)u

y(u)=y0+(y1-y0)uP0P1p1p2。凹多邊形裁剪

圓形窗口的線段裁剪線段和圓的求交運(yùn)算不相交情況的排除包圍盒方法。求解圓-直線的聯(lián)立方程多邊形的裁剪

Sutherland-Hodgeman多邊形裁剪頂點(diǎn)排序左邊，上邊，右邊，下邊逐一裁剪連接頂點(diǎn)裁剪流水線左邊，上邊，右邊，下邊凹多邊形裁剪后有多余邊(得出的首尾點(diǎn)總要連起來）多邊形裁剪

Weiler-Atherton算法

順時(shí)針方向處理多邊形邊和窗口邊從多邊形的某一頂點(diǎn)開始（起始點(diǎn)）沿順時(shí)針方向由外到內(nèi)時(shí),沿多邊形邊裁剪；由內(nèi)到外時(shí),與窗口的交點(diǎn)進(jìn)棧；順時(shí)針沿窗口邊界前進(jìn)；得到窗口邊。直到與多邊形的邊相交；退棧，沿多邊形邊繼續(xù)前進(jìn)，直到與起點(diǎn)相遇。曲線的裁剪求交計(jì)算的復(fù)雜性包圍盒方法文字的裁剪stringstringstringstringstringstringstringstringstrstringstringstringstringstringstring字符串精度字符精度筆劃精度裁剪前裁剪后外部裁剪多窗口系統(tǒng)中保留窗口外的部分凹多邊形裁剪例子本章習(xí)題線段裁剪：線段p1(-3/2,1/6),p