华中科技大学：《计算机图形学基础》课程电子教案（PPT教学课件）第4章 造型技术

第4章造型技术 提出问题 如何在计算机中建立恰当的模型表示不同图形对象 如何组织图形对象的描述数据以使存储这些数据所 要的空间最省,检索、处理这些数据的速度较快 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 1 第4章 造型技术 • 提出问题 如何在计算机中建立恰当的模型表示不同图形对象 如何组织图形对象的描述数据以使存储这些数据所 要的空间最省，检索、处理这些数据的速度较快

把研究如何在计算机中建立恰当的模型表示不同 图形对象的技术称为造型技术。 有两类图形对象: 规则对象:几何造型、几何模型 不规则对象 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 2 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 2 把研究如何在计算机中建立恰当的模型表示不同 图形对象的技术称为造型技术。 有两类图形对象： 规则对象：几何造型、几何模型 不规则对象

41基本概念 41.1基本图形元素与段的概念 基本图形元素:图素或图元、体素 图素是指可以用一定的几何参数和属性参数描述 的最基本的图形输出元素。 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 3 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 3 4.1.1 基本图形元素与段的概念 4.1 基本概念 基本图形元素：图素或图元、体素 图素是指可以用一定的几何参数和属性参数描述 的最基本的图形输出元素

一体素是三维空间中可以用有限个尺寸参数定位和定形 的体,常有三种定义形式: (1)从实际形体中选择出来,可用一些确定的尺寸参数 控制其最终位置和形状的一组单元实体 (2)由参数定义的一条(或一组)轮廓线沿一条(或一组) 空间参数曲线作扫描运动而产生的形体 3用代数半空间定义的形体 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 4 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 4 体素是三维空间中可以用有限个尺寸参数定位和定形 的体，常有三种定义形式： (1)从实际形体中选择出来，可用一些确定的尺寸参数 控制其最终位置和形状的一组单元实体 (2)由参数定义的一条(或一组)轮廓线沿一条(或一组) 空间参数曲线作扫描运动而产生的形体。 (3)用代数半空间定义的形体

段(也称图段、结构和对象) 段是指具有逻辑意义的有限个图素(或体素)及其附 加属性的集合, ≥1 S R 图4-1或非门电路构成的R-S触发器 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 5 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 5 段（也称图段、结构和对象） 段是指具有逻辑意义的有限个图素（或体素）及其附 加属性的集合， ≥1 ≥1 S R 图4-1 或非门电路构成的R-S触发器

图素或体素用数据来描述,段用规则来描述 段可以嵌套 段一般具有三个特性:可见性、醒目性、可选 择性。 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 6 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 6 图素或体素用数据来描述，段用规则来描述。 段可以嵌套 段一般具有三个特性：可见性、醒目性、可选 择性

4.12几何信息与拓扑信息 图形对象及构成它的点、线、面的位置、相互间关 系和几何尺寸等都是图形信息; 表示图形对象的线型、颜色、亮度以及供模拟、分 析用的质量、比重、体积等数据,是有关对象的非 图形信息 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 7 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 7 4.1.2 几何信息与拓扑信息 图形对象及构成它的点、线、面的位置、相互间关 系和几何尺寸等都是图形信息； 表示图形对象的线型、颜色、亮度以及供模拟、分 析用的质量、比重、体积等数据，是有关对象的非 图形信息

图形信息又包括: 几何信息:形体在欧氏空间中的位置和大小 拓扑信息:形体各分量(点、边、面)的数目及其相 互间的连接关系。 1.几何信息 (1)几何分量的数学表示 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 8 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 8 图形信息又包括： 几何信息：形体在欧氏空间中的位置和大小 拓扑信息：形体各分量（点、边、面）的数目及其相 互间的连接关系。 1. 几何信息 (1)几何分量的数学表示

(2)几何分量之间的相互关系 v1∪V2∪v e ne 面f 边e e, ve 图42形体几何分量间的相互关系 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 9 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 9 (2)几何分量之间的相互关系 1 2 3 f  f  f 点v v v 1  2 v v v 1  2  3 e e 1  2 f f 1  2 面f e e 1  2 边e 图4-2 形体几何分量间的相互关系

几何信息的二义性 2.拓朴信息 平面立体的几何分量之间一共有九种拓扑关系 2021/2/21 华中理工大学计算机学院陆枫 10 99-7

2021/2/21 华中理工大学计算机学院 陆枫 99-7 10 几何信息的二义性 2. 拓朴信息 平面立体的几何分量之间一共有九种拓扑关系