《维观察的基本观念》PPT课件

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1、形体表示ObjectsRepresentation三维建模Modeling物体边界线，面Bunddaries,Line,Surface内部属性的说明Attributer建模变换ModelingTransformation观察变换ViewingTransformation(Projection)(模型)世界坐标系→观察坐标系→规格化坐标系表面绘制算法（光照模型、纹理、阴影等）三维观察的基本观念三维场景观察建模坐标系世界坐标系观察参考坐标系投影变换Projection平行投影ParallelProjection物体表面的点沿平行线投影到显示平面（三视图正视图、左视图、俯视图）透视投影per

2、spective沿汇聚路径(ConvergePaths)将点投影到显示平面。物体上平行的直线汇聚于一点平行投影三视图深度表示深度信息可区分物体的前后遮挡关系二义性深度的图形表示：用光的强度表示距离：近，亮，远，暗，近，清晰，远，模糊。可见线、面标识线：不显示/虚线/不同颜色to8面绘制光源/透明性/光滑性/纹理to11剖切显示暴露部分剖面图9－8三维和立体显示左,右视图to14三维图形软件包建模功能，映射功能，投影技术选择，视图选择三维观察三维空间的观察过程观察坐标平面几何投影投影图的确定一般情况下三维视图的计算平行投影的规范化变换透视投影的规范化变换相对于规范化观察空间的裁剪三维空间

3、的观察过程指定观察范围ViewVolume获得观察内容裁剪投影变换3D-2D指定显示区域规范化设备空间实现显示物理设备坐标三维观察流水线建模变换投影变换观察变换规格化变换和裁剪视口变换MCWCVCPCNCDC观察坐标第一步，确定观察参考坐标系第二步，建立观察平面（投影平面，屏幕）步骤：选择观察参考点（VRP）P0选择参考点Pref(注视点）,建立观察平面法向量N;建立zv轴N=(1,0,0)N=(1,0,1)3.指定观察向上向量V(如图）（View-up）,可选(0,1,0)建立垂直于N的平面,将View-up投影到此平面,得到V4.U=V×N,建立xv轴5.V=N×U，建立yv轴5.

4、选择观察平面（P0）View-up世界坐标系到观察坐标系的变换方法1平移观察参考点到WC的原点:T绕Xw轴将N绕到XwZw平面:Rx()绕Yw轴将N转到与Zw重合:Ry()绕Zw轴将yv转到与yw对齐:RzR=Rz•Ry•Rx•T方法2(View-up)生成三维观察效果几何投影定义从投影中心引到三维物体上每一点的射线与投影平面的交点类型平面几何投影透视投影平行投影一点透视投影二点透视投影三点透视投影正平行投影正投影正轴测投影等轴测投影斜平行投影斜等测斜二测平行投影正平行投影投影线与投影平面垂直正投影投影平面垂直于某一坐标轴前、左、顶(后、右、底)观察平面Zvp,xp=x,yp=y,

5、zp=z物体平行性不变三维结构三视图正投影重建正投影三视图正平行（正）投影正轴测投影投影平面不垂直于任一坐标轴线的平行性不变等轴测投影投影平面和三根坐标轴交点离原点等距离

6、a

7、=

8、b

9、=

10、c

11、八种正投影坐标系、裁剪窗口和观察体正投影的规格化变换斜平行投影投影线与投影平面不垂直斜等测投影投影平面与一坐标轴垂直投影线与投影平面成45°角与投影平面垂直的线投影后长度不变斜二测投影投影平面与一坐标轴垂直投影线与该轴夹角成arccot(1/2)角该轴轴向变形系数为1/2投影平面为z=0的斜平行投影计算已知P(x,y,z),,求(xp,yp)Xp=x+Lcosyp=y+Lsin求L:tg

12、=z/LL=z/tg=zL1L1=ctgXp=x+z(L1cos)yp=y+z(L1sin)正投影斜投影zvp斜平行投影2(zvp≠0)通常选30°~45°的值tan=1,斜等测投影.与投影平面垂直的(Z方向)线段长度不变。与投影平面二轴平行（x,y方向）的线段长度不变。tan=2，＝63.4°斜二测投影。与投影平面垂直的(Z方向)线段长度变为1/2.7.13平行投影规范变换已知Vp(xp,yp,zp),求Vp’斜平行投影的观察体与规范化变换7.7P24，25一般情况下三维视图的计算一般情况坐标系统为右手坐标系统投影平面为任意确定的平面任意指定投影线方向(平行投影时

13、)投影参考点(透视投影时)透视投影变换令z’=zvp,则x’=xp,y’=yp几种特例（1）投影参考点在Z轴上(1)与（2）x,y(3)zvp=0,(prp≠(0,0,0)（4）xprp=yprp=Zvp=0投影参考点在Z轴上，投影屏幕为YZ平面（3）与（4）透视投影变换矩阵令xp=xh/hyp=yh/hPh(xh,yh,zh)Sz,tx是对Z坐标投影规范化时的比例、平移因子P的齐次坐标P(x,y,z,1)7.26原版有错灭点灭点(Vanish