《真实感图形显示》PPT课件.ppt

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1、第六章    真实感图形显示6.1图形消隐处理的基本原理a）b)c)图6-1未消隐的图产生的不确定性图形生成对象的消隐算法（1）以棱线为主体的方法；（2）以表面为主体的方法。也就是说在消隐算法中有隐藏线消除与隐藏面消除之分。6.2消除隐藏线（1）表面朝向：（2）表面模型凸多面体面表中的每一个面可以任取三个顶点（不共线），，来定义，根据平面方程的计算公式，从而得到该三点所在的多边形表面的平面方程。因此，若A>0则表示X方向（1,0,0,0）与多面体在平面的同一侧，假定X轴指向观察者，于是可以知道，该三点所定义的面（即该三点所在的多边形表面）是朝后面的；反

2、之，若A<0，则表示X方向与多面体异侧，这样的多边形表面是朝前的，即面向观察者的。为此，可以得出，朝前的表面是可见的，其边界（棱线）是可见的。（3）消除隐藏线为了消除隐藏线，可对面表中的每一个面进行朝向判别，根据前面面表和线表的描述，对可见面的边界线段在线表上加可见性标记。待所有的面被判断后，就可得到可见性标记的线表。如把可见线段显示或绘出，而未加可见性标记的线段（即不可见线段）不予显示、绘出或用虚线显示、绘出，则可以得到消除隐藏线的立体图形。算法：步骤1：对各个多面体分别进行消隐线处理，即消去物体被自身遮挡的不可见边；步骤2：用步骤1检验得到的可见线

3、段对其它多面体进行遮挡检验。消除由于物体空间位置不同，一物体被其它物体遮挡的边。（4）曲面立体隐藏线消除曲面立体隐藏线消除，我们可以从实体的整个边界表面中任意给定一块性态良好的曲面，判定它是全部可见，部分可见，还是不可见。如果曲面仅部分可见，那么在该曲面上就有一条曲线是轮廓线的一部分。假设眼点在y轴上，同时表面法矢是从实体向外指向（如图6-7），则在该曲线上曲面法矢的y向量均为零。由于每一个法矢都能分解成两个分量，我们可根据上述表面法向朝向判断方法来进行可见性检验。（5）隐藏线消除算法A最小最大检验最小最大检验，又称为范围检验。如图6-8所示为两个平面

4、多边形及其投影，围绕它们的投影图形，可以作出其边平行坐标轴的最小矩形，分别将这两个多边形包容在其范围之内。如果这两个矩形不重叠，则该两平面多边形在空间不存在隐藏与被隐藏问题。具体判断方法是：对两个多边形的最大与最小x坐标和y坐标进行检查，如果多边形A的xAmax小于多边形xBmin，以及多边形A的yAmax小于多边形B的yBmin，则这两个多边形将不存在相互遮蔽的情况。否则，要进行消隐处理。B包含性检验指明确点与多边形之间的关系，即该点是否位于多边形内部。一般来说，如果该多边形为凸多边形，只要用不等式即可加以判断。但是，如果该多边形为凹多边形，则可采取

5、以下的方法进行判断。第一种方法：如图6-9a）。从被检验点出发，引一条无限半直线，如果此直线与多边形的交点个数为奇数，则该点位于多边形内部；如果交点个数为偶数，则该点位于多边形的外部。第二种方法：如图6-9b）所示。从被检验的点出发，连接多边形诸顶点，然后计算其中心角的总和∑ai。若∑ai=2π，则该点位于多边形内部；如果∑ai=0，在该点位于多边形的外部。注意：在此假定中心角沿某方向为正（如逆时针为正），与之相反方向为负（顺时针为负）。C深度检验如图6-10所示，设在空间有一平面多边形ABCD和点，它们在投影面Oxy平面上的投影为AˊBˊCˊDˊ和P

6、tˊ。设点Pt的深度（PtPtˊ）为zt，过点Pt与z轴平行的直线与多边形相交于点Pp（xp,yp,zp），其深度（PpPtˊ）为zp。则zp之值可利用平面多边形的方程Ax+By+Cz+D=0来计算。由于已知xp=xt，yp=yt，因此：若zp>zt，则Pt是可见的（假定视点位于-z无穷远处）；若zp

7、的面进行可见性判断，并加上可见性标志，然后对可见的表面再进行浓淡处理后输出，就可得到消除隐藏面的立体图形。曲面立体在进行消隐处理时，不仅要考虑诸曲面立体之间的遮蔽关系、一个曲面体诸曲面块之间的遮蔽关系，还要考虑曲面块自身的遮蔽关系。假若物体的表面是曲面或曲面实体，这时我们可以采用平面多边形来近似曲面，然后按表面是平面的处理方法进行处理。6.3.1隐藏面消隐算法(1)Warnock算法首先将初始的窗口（即平面）分割为四个子窗口，根据多边形与窗口的相对位置不同，可将多边形分为三种类型（如图6-14）：(2)扫描线相关算法相继地检查屏上的一系列窗口，每个窗口

8、高为一条扫描线，其宽度与屏宽度相同。自上（下）而下（上）、从左至右地每条扫描线所形成的扫描平面