cad three 4.ppt

puter Aided Design
东南大学
黄卫
第三章图形变换
主讲:黄卫
齐次坐标
坐标系统
窗口视图变换
图形几何变换
图形投影变换
图形裁剪
反走样
消隐
用计算机生成三维物体的真实图形,是计算机图形学研究的重要内容。真实图形在仿真模拟、几何造型、广告影视、指挥控制和科学计算的可视化等许多领域都有广泛应用。
在用显示设备描述物体的图形时,必须把三维信息经过某种投影变换,在二维的显示表面上绘制出来。
消隐
由于投影变换失去了深度信息,往往导致图形的二义性。
要消除二义性,就必须在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面,习惯上称作消除隐藏线和隐藏面,或简称为消隐。
经过消隐得到的投影图称为物体的真实图形。
消隐图示
1、消隐的分类
消隐的对象是三维物体。三维体的表示主要有边界表示和CSG(结构体素)表示等。最简单的表示方式是用表面上的平面多边形表示。如物体的表面是曲面,则将曲面用多个平面多边形近似。消隐结果与观察物体有关,也与视点有关。
(1)按消隐对象分类
线消隐:消隐对象是物体上的边,消除的是物体上不可见的边。
面消隐:消隐对象是物体上的面,消除的是物体上不可见的面。
(2)根据消隐空间分类
物体空间的消隐算法(光线投射、Roberts)
将场景中每一个面与其他每个面比较,求出所有点、边、面遮挡关系。
图像空间的消隐算法(Z-buffer、扫描线、warnock)
对屏幕上每个象素进行判断,决定哪个多边形在该象素可见。
物体空间和图像空间的消隐算法(画家算法)
在物体空间中预先计算面的可见性优先级,再在图像空间中生成消隐图。
2、消除隐藏线
对造型的要求:
在线框显示模型中,用边界线表示有界平面,用边界线及若干参数曲线表示参数曲面,所以待显示的所有实体均为线。但线不可能对线有遮挡关系,只有面或体才有可能对线形成遮挡。故消隐算法要求造型系统中有面的信息,最好有体的信息。正则形体的消隐可利用其面的法向量,这样比一般情况快的多。