计算机游戏概论3D基本算法.ppt

本章重点9-1 3D坐标系9-2 坐标矩阵9-3 投影转换9-4 裁剪9-5 隐藏面消除9-13D坐标系坐标转换的作用是用来产生对象让我们可以看到,其中不同的坐标系统所呈现出来的方式会有所不同,如同我们以不同的角度去观看一个特定的目标,以不同角度所看到的对象显示效果会有所不同。,从原点再延伸出去两个或三个坐标轴,形成一个特定的空间,这个空间即是我们所谓的2D空间或3D空间。如果在空间中形成了两个以上的坐标系统,我们就必须要使用其中的一个坐标系统来描述其它不同的坐标系统,这些不同的坐标系统必须要经过一些特殊的转换才能让这个坐标系统所接受,而这种转换的过程我们就称为「坐标转换」。,物体本身也有一个原点坐标,而物体其它的参考顶点是由原点所衍生出来的,如下图所示:,有几个目标物体就会有几个Model坐标系统,而这些Model坐标又不能表示自己在3D世界里的真正位置,所以必须再定义出另外一个可供3D世界里的物体参考之坐标系统,并且使得所有的物体可以正确地被摆放自己应该的位置坐标上,这种另外再定义出来的坐标系统则称为「World坐标系统」。「Model坐标系统」与能够表现物体在3D世界的位置坐标之「World坐标系统」,接下来必须要有一个观看上述两者的坐标系统,这样屏幕的显示才会有依据,而这个可以观看的坐标系统我们称为「View坐标系统」。,坐标转换过程是相当复杂的,它必须经过4个不同的转换步骤,最后才能显示在屏幕上,这才是我们所要的画面。流程:Model坐标系统World坐标系统View坐标系统投影空间坐标Projectiontransform最后的二维坐标DispalyViewport参数9-2 坐标矩阵矩阵的表示方式是以4*4矩阵来呈现的,因为这种矩阵的表现方式可以用来表示平移、旋转及缩放等三种转换功能,而这就已经包含了3D世界的转换型式了。这一种矩阵的运算对象及所产生的结果坐标,我们称之为「齐次坐标」(HomogeneousCoordinate)。「齐次坐标」具有四个不同的元素,简称「四元素」,其表示法为(x,y,z,w),如果将齐次坐标表示成3D坐标的话,其表示法则为(x/w,y/w,z/w)。通常w元素都会被设成「1」。W用意是用来表示一个比例因子。