发布时间 : 星期一 文章计算机图形学实验报告及代码更新完毕开始阅读6856d0c258f5f61fb73666c4
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图7-5 平移变换2. 比例变换
比例变换的变换矩阵如下：
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?0e00?3.旋转变换
?Ts??1）绕X的旋转 ?00j0? ??00011000????
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2）绕Y的旋转
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3）绕Z的旋转
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?TRZ?? ?0010? ??0001?4.反射变换 ?关于xoy平面进行对称变换的矩阵计算形式为 ?1000? ?0100?? TFxy???00?10?
?? ?0001?关于yoz平面的对称变换为
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关于zox平面的对称变换为: ?1000?(x,y,z)(x',y',z')XTFzx?0?100?????0010???0001??Z5.4 三维图形剪裁和消隐技术 三维图形的投影 将三维空间中的物体变为二维图形表示的过程称为投影变换。 投影变换的分类： 投影的要素包括投影对象、投影中心、投影平面、投影线和投影。要作投影变换的物体称为投影对象；在三维空间中，选择一个点，记这个点为投影中心；不经过这个点再定义一个平面，记这个平面为投影平面；从投影中心向投影平面引任意多条射线，记这些射线为投影线；穿过物体的投影线与投影面相交，在投影面上形成物体的像，这个像记为三维物体在二维投影面上的投影。 投影变换可分为两大类：透视投影和平行投影。它们的本质区别在于：透视投影的投影中心到投影面之间的距离是有限的，而平行投影的投影中心到投影面之间的距离是无限的。
1. 平行投影 平行投影的投影中心与投影平面之间的距离为无穷远；投影线之间相互平行；平行线的平行投影仍是平行线。 按照投影方向与投影平面的交角不同，平行投影分为两类：正平行投影和斜平行投影。
1）正平行投影
正平行投影的投影方向垂直于投影平面。 按照投影平面与坐标轴的交角不同，正平行投影又可分为两类：正投影与正轴测。 当投影平面与某一坐标轴垂直时，得到的投影为正投影；否则，得到的投影为正轴测。
（1）正投影 正投影也称为三视图。按照投影平面是否与Y轴、X轴、Z轴垂直，正投影分为主视图、侧视图和俯视图三种，此时投影方向分别与这个坐标轴的方向一致。 （2）正轴测 根据变形系数之间的关系，正轴测投影可分为正等测投影、正二测投影、正三测投影 。
2）斜平行投影
斜平行投影的投影方向不垂直于投影平面，而是与投影面成α夹角。在工程制图中，经常选择一些兼有美观及绘图方便的α 角来作斜平行投影，常用的两种是斜等测和斜二测。 2. 透视投影
1）透视投影的术语和分类 透视投影的投影中心与投影平面之间的距离为有限的。投影线（视线）从投影中心（视点）出发，投影线是不平行的。对于透视投影，一束平行于投影平面的平行线的投影仍可保持平行，而不平行于投影平面的平行线的投影会收敛到一个点，这个点称为灭点（Vanishing Point）。平行于坐标轴的平行线在投影平面上形成的灭点称为主灭点。 根据主灭点的个数，透视投影可分为一点透视、二点透视和三点透视。 （1）一点透视：有一个主灭点，即投影平面与一个坐标轴正交，与另外两个坐标轴平行。 （2）二点透视：有两个主灭点，即投影平面与两个坐标轴相交，与另一个坐标轴平行。 （3）三点透视：有三个主灭点，即投影面与三个坐标轴都相交。 2）透视投影的表示方法 假设投影中心在坐标原点，投影平面与Z轴垂直，在z＝d的位置上。点P(x,y,z)在投影平面上的投影点为：P’(x’,y’,d)，可构造透视投影的变换矩阵T。 6.3 三维裁减
把二维线段的Cohen-Sutherland裁剪算法稍加改进，就能推广到三维平行投影的裁剪算法中。 对空间任意一点P（x,y,z）按其所处位置赋予6位二进制编码。 （1）两个端点的编码全为“0000”，直接保留； （2）对两端点的编码进行逻辑与运算，结果不为零，可直接舍弃；
（3）否则，计算出线段与窗口表面的交点，并将线段分段后继续处理，直到余下的线段符合前两种简单情况为止。 九、作业 课后习题 十、本章小结
在本章中，介绍了自由曲面的生成和三维图形的变换。
第6章 真实感图形生成技术
一、教学目标 通过对本章的学习，要求熟悉各种光照模型和明暗处理方法以及阴影生成方法。 二、教学要求
1、掌握简单光照模型； 2、掌握明暗处理方法。 三、教学内容提要
6.l 概述
6.2 简单光照模型 6.3 明暗处理方法 6.4 阴影生成方法 6.5 整体光照模型 6.6 纹理处理方法 四、教学重点、难点及解决方法
重点是掌握简单光照模型的各种方法。 五、课时安排 4学时 六、教学设备 课堂教学
七、检测教学目标实现程度的具体措施和要求
通过课堂提问的方式来检测学生对基本概念的掌握程度。 八、教学内容 6.1 概述
一、真实感图形定义
真实感图形的显示是使用计算机产生同照片同样的黑白图像或彩色图像。
计算机图形学研究目的最终是用计算机生成图形，具有真实感使物体和自然界中物体 相似，包括颜色、纹理、明暗等。 二、真实感图形应用 1、产品外形设计 2、飞行驾驶模拟训练 3、动画制作、城市规划、医学气象等 三、真实感图形特点 1、反映物体表面颜色和亮度 2、表现物体质感 3、能通过光照下物体的阴影，改善场景的深度感和层次感 4、能模拟透明物体的透明效果和镜面物体的镜像效果 四、影响真实感图形因素 1、物体本身形状 2、物体表面特征：材质、感光度，纹理等 3、照射物体光源 4、物体与光源相对位置 5、物体周围环境 6.2 简单光照模型
一个物体表面为什么会出现明暗、颜色等，主要由于物体发光达到人眼的结果。 光照在物体表面上有三种情况： 1、反射光：光通过物体表面被反射； 2、透视光：对于透明物体光穿过该物体而从另端射出； 3、光被物体吸收而变成热。
我们视觉效果是反射光和透视光。 下面讨论不包含透射光的简单光照模型。