哈尔滨工业大学：《计算机图形学》第5章 图形变换与裁剪（三维图形的基本问题、平面几何投影）

第五章 图形变换与裁剪 计算机学院 苏小红

1 第五章 图形变换与裁剪 计算机学院 苏小红

基本内容 1三维图形的基本间题 2平面几何投影 平行投影 透视投影

2 基本内容 1 三维图形的基本问题 2 平面几何投影 平行投影 透视投影

维图形的基本问题(1/5) 1.在二维屏幕上如何显示三维物体? 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

3 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？

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-种用于形体表示的理论、模型、方法

4 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

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--消除隐藏面与隐癒线

5 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

维图形的基本问题(4/5) 4.如何产生真实感图形 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

6 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

三维图形的基本问题(5/5) 三维图形的基本研究内容 1投影 2.三维形体的表示 3消除隐藏面与隐藏线 4建立光照明模型、研究真实感图形绘制方法

7 三维图形的基本问题（5/5） 三维图形的基本研究内容 1. 投影 2. 三维形体的表示 3. 消除隐藏面与隐藏线 4. 建立光照明模型、研究真实感图形绘制方法

平面几何投影(1/16) ⊙如何投影? 生活中的类比-如何拍摄景物? 拍摄过程 ·选 ·取景-裁剪 ·对焦一参考点 ·按快门-成像 移动方式 ·移动景物 ·移动照相机

8 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）

平面几何投影(2/16) 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 三维裁剪一取景 ·投影和显示-成像

9 ◼ 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）

平面几何投影(3/16) 平面几何投影及其分类 投影 将n维的点变换成小于n维的点一 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

10 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）