在Opengl应用框架下实现C-S裁剪算法。

合集下载

OpenGL计算机图形学梁友栋裁剪算法实验代码及运行结果

《计算机图形学实验》报告任课教师：钱文华2016年春季学期实验:梁友栋裁剪实验时间：2016年11月17日实验地点：信息学院2204实验目的：掌握梁友栋裁剪程序代码：#include <stdio.h>#include <glut.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>class wcPt2D{public:GLfloat x,y;void setCoords(GLfloat xCoord,GLfloat yCoord){x=xCoord;y=yCoord;}GLfloat getx() const{return x;}GLfloat gety() const{return y;}};inline GLint round(const GLfloat a){return GLint(a+0.5);}void setPixel(int x,int y){glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(x,y);glEnd();}void init(){glClearColor(1.0,1.0,1.0,0.0);glMatrixMode (GL_PROJECTION);gluOrtho2D(-200.0,200.0,-200.0,200.0);}void lineBres(GLfloat x0,GLfloat y0,GLfloat xEnd,GLfloat yEnd){ int dx = fabs(xEnd - x0),dy = fabs(yEnd - y0);int p = 2*dy - dx;int twoDy = 2*dy,twoDyMinusDx = 2*(dy - dx);int x,y;if(x0>xEnd){x = xEnd;y = yEnd;xEnd = x0;}else{x = x0;y = y0;}setPixel(x,y);while(x<xEnd){x++;if(p<0)p+=twoDy;else{y++;p+=twoDyMinusDx;}setPixel(x,y);}}GLint clipTest(GLfloat p,GLfloat q,GLfloat *u1,GLfloat *u2){ GLfloat r;GLint returnValue = true;if(p<0.0){r = q/p;if(r>*u2)returnValue = false;elseif(r>*u1)*u1 = r;}elseif(p>0.0){r = q/p;if(r<*u1)returnValue = false;else if(r<*u2)*u2 = r;}elseif(q<0.0)returnValue = false;return(returnValue);}void lineClipLiangBarsk(wcPt2D winMin,wcPt2D winMax,wcPt2D p1,wcPt2D p2){GLfloat u1 = 0.0,u2 = 1.0,dx = p2.getx()-p1.getx(),dy;GLfloat x1 = p1.getx(),y1 = p1.gety();GLfloat x2 = p2.getx(),y2 = p2.gety();if(clipTest(-dx,p1.getx()-winMin.getx(),&u1,&u2))if(clipTest(dx,winMax.getx()-p1.getx(),&u1,&u2)){dy = p2.gety()-p1.gety();if(clipTest(-dy,p1.gety()-winMin.gety(),&u1,&u2)){if(clipTest(dy,winMax.gety()-p1.gety(),&u1,&u2)){if(u2<1.0){p2.setCoords(p1.getx()+u2*dx,p1.gety()+u2*dy);}if(u1>0.0){p1.setCoords(p1.getx()+u1*dx,p1.gety()+u1*dy);}glColor3f(0.0,0.0,0.0);lineBres(x1,y1,p1.getx(),p1.gety());lineBres(p2.getx(),p2.gety(),x2,y2);glColor3f(1.0,0.0,0.0);lineBres(p1.getx(),p1.gety(),p2.getx(),p2.gety());}}else{glColor3f(0.0,0.0,0.0);lineBres(x1,y1,x2,y2);}}}void displayliangyoudongcaijian(){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glLineWidth(5.0);glColor3f(0.0,0.0,0.0);glBegin(GL_LINE_LOOP);glVertex2i(100,100);glVertex2i(100,-100);glVertex2i(-100,-100);glVertex2i(-100,100);glEnd();glPointSize(4);wcPt2D test1[4] = {{-100.0,-100.0},{100.0,100.0},{-150.0,-200.0},{200.0,120.0}};wcPt2D test2[4] = {{-100.0,-100.0},{100.0,100.0},{-150.0,-120.0},{0.0,0.0}};wcPt2D test3[4] = {{-100.0,-100.0},{100.0,100.0},{-50.0,50.0},{150.0,150.0}};wcPt2D test4[4] = {{-100.0,-100.0},{100.0,100.0},{-50.0,0.0},{60.0,50.0}};wcPt2D test5[4] = {{-100.0,-100.0},{100.0,100.0},{-170.0,-200.0},{200.0,-120.0}};lineClipLiangBarsk(test1[0],test1[1],test1[2],test1[3]);lineClipLiangBarsk(test2[0],test2[1],test2[2],test2[3]);lineClipLiangBarsk(test3[0],test3[1],test3[2],test3[3]);lineClipLiangBarsk(test4[0],test4[1],test4[2],test4[3]);lineClipLiangBarsk(test5[0],test5[1],test5[2],test5[3]);glFlush();}void main(int argc, char* argv[]){glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowPosition(50,100);glutInitWindowSize(400,300);glutCreateWindow("梁友栋裁剪算法");init();glutDisplayFunc(displayliangyoudongcaijian);glutMainLoop();}实验结果：。

计算机图形学复习题目

第一章1.1 名词解释：图形、图像、点阵法、参数法。

1.2 图形包括哪两方面的要素？在计算机中如何表示它们？1.3 什么叫计算机图形学？分析计算机图形学、数字图像处理和计算机视觉学科间的关系。

1.4 有关计算机图形学的软件标准有哪些？1.5 试从科学发展历史的角度分析计算机图形学以及硬设备的发展过程。

1.6 试发挥你的想象力，举例说明计算机图形学有哪些应用范围，解决的问题是什么？1.7 一个交互性计算机图形系统必须具有哪几种功能？第二章2.1 名词解释：随机扫描、光栅扫描、图形显示子系统、像素点、光点、屏幕分辨率、显示分辨率、存储分辨率、组合像素法、颜色位面法、位平面、颜色查找表。

2.2 试列举出你所知道的图形输入与输出设备。

2.3 阴极射线管由哪几部分组成？它们的功能分别是什么？2.4 简述什么叫桶形失真？如何校正？2.5 简述荫罩式彩色阴极射线管的结构和工作原理。

2.6 比较荫罩式彩色阴极射线管和穿透式彩色阴极射线管的异同。

2.7 简述黑底荫罩式彩色阴极射线管的结构和特点。

2.8 简述光栅扫描图形显示器的工作逻辑。

2.9 基于光栅扫描的图形显示子系统由哪几个逻辑部件组成？它们的功能分别是什么？2.10 什么是像素点？什么是显示器的分辨率？2.11 某些显示卡为什么要采用颜色查找表？采用颜色查找表的系统的工作原理是什么？2.12 确定用你的系统中的视频显示器x和y方向的分辨率，确定其纵横比，并说明你的系统怎样保持图形对象的相对比例。

2.13 如何根据显示器的指标计算显示存储器的容量。

2.14 图形的硬拷贝设备有哪些，简述其各自的特点。

第三章3.1 名词解释（可用图示）：回显、约束、网格、引力域、橡皮筋技术、草拟技术、拖动、旋转、形变。

3.2 什么是用户模型，设计一个好的用户接口要涉及到哪些因素？3.3 gks的有哪六种逻辑输入设备，试评价这六种逻辑分类方法。

3.4 举例说明什么是请求方式、取样方式、事件方式及其组合形式。

open cascade occ 几何模型创建与删除操作 -回复

open cascade occ 几何模型创建与删除操作-回复Open Cascade OCC (Open Cascade Technology) 是一个开源的CAD/CAE/PLM 开发框架，它提供了一套丰富的工具和算法，用于处理和操作几何模型。

本文将逐步回答如何使用Open Cascade OCC 进行几何模型的创建与删除操作。

第一步: 安装Open Cascade OCC要使用Open Cascade OCC，首先需要将它安装在计算机上。

可以从官方网站下载最新版本的Open Cascade Technology。

第二步: 引入OCC 头文件和命名空间在代码中引入OCC 头文件，并使用OCC 的命名空间。

例如，在C++ 中，可以使用以下语句引入OCC 头文件和命名空间：cpp#include <TopoDS_Shape.hxx>#include <BRepBuilderAPI_MakeBox.hxx>#include <BRepAlgoAPI_Common.hxx>#include <BRepTools.hxx>#include <Standard_Failure.hxx>#include <Standard_ErrorHandler.hxx>#include <iostream>using namespace std;第三步: 创建几何模型使用OCC 的几何建模算法，可以创建各种类型的几何模型。

例如，下面的代码片段演示了如何创建一个简单的立方体模型：cppTopoDS_Shape box = BRepBuilderAPI_MakeBox(10.0, 20.0,30.0).Shape();这里使用BRepBuilderAPI_MakeBox 函数来创建一个立方体，参数分别是立方体的宽度、高度和深度。

通过 .Shape() 函数可以获取到创建好的几何模型。

opengl 图形的变换与裁剪

cos θ R −1 = R(−θ ) = − sin θ 0 sin θ cos θ 0 0 0 1 0 0 1
12
0 1/ sx 1 1 S −1 = S ( , ) = 0 1/ s y sx s y 0 0
复合二维变换
复合二维平移
3
关于齐次坐标
用一个n+1维向量表示一个n维向量
二维点(x,y)，用(X,Y,ω)表示: (2,3)的齐次坐标表示可以是(4,6,2)、(3,4.5,1.5) ω可以任意选取
齐次坐标与普通坐标之间是一一对应关系
x=X/ω y=Y/ω
ω
P
齐次坐标表示点的优势
防止浮点数溢出矩阵变换的统一表示
X ω=1 平面 Y
局部坐标系可以简化物体的定义物体=｛标准体素，变换｝
造型变换：
物体从局部坐标系到世界坐标系的变换三维线性和非线性变换
28
三维模型变换：平移
三维平移T：三维点P(x,y,z)移动(tx,ty,tz)后，得到点P'(x',y',z')
x′ 1 ′ y = 0 z′ 0 1 0 0 1 0 0 0 t x x 0 t y y 1 t z z 0 1 1
y
P
P'
x
z
32
三维模型变换
绕z轴逆时针旋转θ角的旋转变换Rz (注： θ可以是(x,y,z)的函数)
x′ cosθ ′ y = sin θ z′ 0 1 0 − sin θ cosθ 0 0 0 0 x 0 0 y 1 0 z 0 1 1

地质戴帽中的图形裁剪算法研究和系统实现的开题报告

地质戴帽中的图形裁剪算法研究和系统实现的开题报告一、研究背景地质建模是地质学研究领域的一项重要任务。

在地质建模过程中，需要对一系列数据进行集成、处理和可视化展示，以生成地质模型。

其中，地质戴帽是一种常用的数据可视化技术，用于展示地质层和地形的空间分布和变化情况。

这种技术可以帮助地质学家理解地质结构、场地情况和环境特征，对于地质勘探和资源发现有重要的意义。

在地质戴帽中，裁剪是一种重要的运算操作，用于将地质层数据移除或者保留在截割平面以下或以上。

例如，当地质学家需要观察特定海拔高度以下的地质结构时，就需要将地质层数据裁剪至该高度以下。

因此，图形裁剪算法在地质戴帽中具有非常重要的地位。

二、研究内容本文的研究内容包括以下几个方面：1. 地质戴帽中的图形裁剪算法研究：针对地质建模的特点和需求，研究地质戴帽中的图形裁剪算法，并分析算法的优缺点。

2. 存储结构设计：设计适合地质戴帽的数据存储结构，以提高数据读取和处理效率。

3. 系统实现：实现基于OpenGL的地质戴帽系统，并集成图形裁剪算法。

该系统可以支持多种数据格式和平台，可以实现地质模型的可视化展示和分析处理。

三、研究方法1. 算法研究：综合研究现有图形裁剪算法，结合地质戴帽的需求和特点，选取适合地质戴帽的算法，并对其进行改进和优化。

2. 存储结构设计：分析地质戴帽中数据的特点和大小，设计一个高效的数据存储结构。

采用分层和分割的方法，以快速加载和处理数据。

3. 系统实现：使用OpenGL、Qt等工具，实现地质戴帽系统，并集成算法和存储结构。

该系统可以接受多种数据格式，包括DEM、TIN、CAD等，可以支持多种平台，包括Windows、Linux等。

四、论文结构本文将分为以下几个章节：第一章：绪论。

介绍本文的研究背景、研究内容、研究方法和论文结构。

第二章：相关理论介绍。

介绍地质戴帽中的相关理论和技术，包括图形裁剪算法、地质层数据存储和数据处理技术等。

第三章：算法设计与优化。

计算机图形学复习概要

第一章绪论1．计算机图形学这一术语最早是在＿1962＿年首次被提出，从而确立了计算机图形学的学科地位．2．计算机图形学的应用范围包括(A,B,C,D,E,F)．A．计算机艺术B．计算机辅助设计与制造C．医疗诊断D．计算机动画E．算机辅助教学F．办公自动化和电子出版技术3．计算机图形学研究的内容是什么?答：计算机图形学(Computer Graphics)是研究怎样用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科，是研究用计算机将由概念或数学描述所表示的物体(而不是实物)图像进行处理和显示的过程，是在计算机的帮助下生成图形图像的一门艺术。

4．计算机图形学处理的图形分为哪两种?答：一类是线条式，它用线段来表现图形。

这种图形容易反映客观实体的内部结构，因而适合表示各类工程技术中的结构图。

如机械设计中的零件结构图、土木没计中的房屋结构图及各种曲线图等等；另一类是具有面模型、色彩、浓淡和明暗层次效果的、有真实感的图形，这种图形与我们用照相机拍摄的照片相似。

它适合于表现客观实体的外形或外貌，如汽车、飞机等的外形设计以及各种艺术品造型设计等。

5．试举例说明你所见到过的计算机图形学的应用实例．答：如医疗图像诊断，计算机动画等。

第二章计算机图形系统1．图形系统的基本功能包括：计算、存储、输入、输出、对话等五方面的功能。

2．图形输出设备主要包括：显示器、绘图仪、打印机等．3．计算机图像的输入设备包括( A,B,C,D,E,F,G,H).A．键盘B．鼠标C．跟踪球D．数字化仪E．图像扫描仪F．图像扫描仪G．触摸屏H．声音系统和视觉系统4．名词解释：分辨率场频行频分辨率：分辨率就是屏幕图像的密度。

我们可以把屏幕想象成是一个大型的棋盘，而分辨率的表示方式就是每一条水平线上面的点的数日乘上水平线的数目。

分辨率越高，屏幕上所能呈现的图像也就越精细。

场频：场频又称为“垂直扫描频率”，也就是屏幕的刷新频率。

指每秒钟屏幕刷新的次数，通常以赫兹(Hz)为单位。

opengl任意凸多边形裁剪

凸多边形裁剪的一个算法实现该裁剪算法的原理是:对要裁剪的多边形每条边做这样一个操作：⑪若这条边的两个端点都在裁剪区域，则保留这条边，即连接这条边的两个端点；⑫若这条边只有一个端点在裁剪区域，则保留这条边的一部分，即先求出这条边与裁剪区域的交点，再将该点与这条边在裁剪区域的端点连接；⑬若这条边的两个端点都在裁剪区域外，则求出这条边与裁剪区域的交点，若有两个交点，则连接这两个交点，否则什么都不做；struct point{//点的结构体GLfloat x;GLfloat y;};struct line{//线(线段)的结构体point p1;point p2;};struct ISdraw{//绘制信息的结构体boolean Cdraw;line L;};struct lineform{//直线一般式的参数结构体GLfloat a;GLfloat b;GLfloat c;}#define PR 0.00000001//精度裁剪算法:①boolean ISequal(point p1,point p2)//判断点p1,p2是否重合方法实现:if(fabs(p1.x-p2.x)<=PR&&fabs(p1.y-p2.y)<=PR){return 1;}else{return 0;}②line Rectang(int n,line Ploy[])//返回n边形外接矩形一三象限上的对角线线段方法实现:struct line R;//存放外接矩形的一条位于一三象限的对角线R.p1=Ploy[0].p2;R.p2=Ploy[0].p2;int i;for(i=0;i<n;i++){R.p1.x=min(R.p1.x,Ploy[i].p2.x);R.p2.x=max(R.p2.x,Ploy[i].p2.x);R.p1.y=min(R.p1.y,Ploy[i].p2.y);R.p2.y=max(R.p2.y,Ploy[i].p2.y);}return R;③lineform L_form(line L)//返回直线L的参数方法实现:struct lineform Lf;Lf.a=L.p2.y-L.p1.y;Lf.b=L.p1.x-L.p2.x;Lf.c=L.p2.x*L.p1.y-L.p1.x*L.p2.y;return Lf;④point Intersect(line L1,line L2)//返回两条直线(线段)的交点坐标方法实现:struct lineform L1_form=L_form(L1);struct lineform L2_form=L_form(L2);struct point p;GLfloat m=L1_form.a*L2_form.b-L2_form.a*L1_form.b;GLfloat x=L1_form.b*L2_form.c-L2_form.b*L1_form.c;GLfloat y=L1_form.a*L2_form.c-L2_form.a*L1_form.c;p.x=x/m;p.y=-y/m;return p;⑤int Location(point p,line L)//返回点p与直线L的位置关系方法实现:struct lineform Lf=L_form(L);//求出L的直线方程;GLfloat d=(Lf.a*p.x+Lf.b*p.y+Lf.c)/sqrt(Lf.a*Lf.a+Lf.b*Lf.b);//求p到直线的距离，(未取绝对值)if(d>PR){return 1;}else if(d+PR<0){return -1;}else{//即fabs(d)<=PR点在直线上return 0;}⑥boolean ISon_line(point p,line L)//判断点p是否在线段L(去除端点L.p1)上;方法实现:if(Location(p,L)==0){//p在直线上if((L.p1.x-p.x)*(L.p2.x-p.x)+(L.p1.y-p.y)*(L.p2.y-p.y)<=0&&!ISequal(p,L .p1)){return 1;}else{return 0;}}else{return 0;}⑦boolean ISintersect(line L1,line L2)//返回线段L1与线段L2(去除端点L2.p1)是否相交,平行认为不相交方法实现:struct lineform L1_f=L_form(L1);struct lineform L2_f=L_form(L2);if(fabs(L1_f.a*L2_f.b-L2_f.a*L1_f.b)<=PR||Location(L2.p1,L1)==0){//两直线平行或L2.p1在L1上return 0;}else{if(Location(L1.p1,L2)*Location(L1.p2,L2)<=0&&Location(L2.p1,L1)*Locatio n(L2.p2,L1)<=0){return 1;}else{return 0;}}⑧int ISinside_ploy(point p,int n,line Ploy[])//判断点p是否在凸n边形里面;边界上的点认为不在方法实现:int i;for(i=0;i<n;i++){if(ISon_line(p,Ploy[i])){//如果p点在边界上则返回0return 0;}}struct line R=Rectang(n,Ploy);//存放外接矩形位于一三象限的对角线if(p.x<=R.p1.x||p.x>=R.p2.x||p.y<=R.p1.y||p.y>=R.p2.y){//如果p不在在外接矩形里面则返回0return 0;}struct line LF;//构造过p点的向左的线段LF.p1=p;LF.p2=p;LF.p2.x=R.p1.x;int m=0;for(i=0;i<n;i++){if(ISintersect(LF,Ploy[i])){m++;}}if(m%2==0){return 0;}else{return 1;}⑨ISdraw show_line(line L,int n,line[] Ploy)//返回线段L是否需要绘制(部分或全部)，以及绘制的线段信息(需绘制的线段两端点坐标);方法实现:struct ISdraw d;d.Cdraw=0;if(ISinside_ploy(L.p1,n,Ploy)&&ISinside_ploy(L.p2,n,Ploy)){//如果线段的两个端点均在凸//n边形内部d.Cdraw=1;d.L=L;}else if(ISinside_ploy(L.p1,n,Ploy)||ISinside_ploy(L.p2,n,Ploy)){//如果线段的两个端点只有一个在凸边形内部或边界上d.L.p1=ISinside_ploy(L.p1,n,Ploy)?L.p1:L.p2;//保留内部点int i;for(i=0;i<n;i++){if(ISintersect(L,Ploy[i])){d.Cdraw=1;d.L.p2=Intersect(L,Ploy[i]);//求另一个端点break;}}}else{//两个端点都在外面int i,t=0;for(i=0;i<n;i++){if(ISintersect(L,Ploy[i])){if(t==0){d.L.p1=Intersect(L,Ploy[i]);t++;}else{d.Cdraw=1;d.L.p2=Intersect(L,Ploy[i]);break;}}}}return d;⑩一个测试部分方法的函数方法实现:void printinformation(struct point p,GLfloat length,int n,int m,struct line Loy[]){struct point points[n];for(i=0;i<n;i++){points[i].x=p.x+length*cos(2*i*PI/n);points[i].y=p.y+length*sin(2*i*PI/n);}for(i=0;i<n;i++){printf("点p%d(%f,%f)与裁剪区域的关系为:%d\n",i,points[i].x,points[i].y,ISinside_ploy(points[i],m,Loy));}struct line L;L.p1=points[0];L.p2=points[1];struct ISdraw d=show_line(L,m,Loy);printf("线段L(%f,%f),(%f,%f)返回信息为:Cdraw=%d,p1(%f,%f),p2(%f,%f)\n",L.p1.x,L.p1.y,L.p2.x,L.p2.y,d.Cdraw,d .L.p1.x,d.L.p1.y,d.L.p2.x,d.L.p2.y);}⑪一个完整的裁剪算法:方法实现:Ran.h文件:#include<windows.h>#include<GL/glut.h>#include<gl/GL.h>#include<math.h>#define PI 3.1415926535897932384626433832795#define PR 0.00000001struct point{//点的结构体GLfloat x;GLfloat y;};struct line{//线(线段)的结构体struct point p1;struct point p2;};struct ISdraw{//绘制信息的结构体boolean Cdraw;struct line L;};struct lineform{//直线参数的结构体GLfloat a;GLfloat b;GLfloat c;};boolean ISequal(struct point p1,struct point p2){//判断点p1,p2是否重合if(fabs(p1.x-p2.x)<=PR&&fabs(p1.y-p2.y)<=PR){return 1;}else{return 0;}}struct line Rectang(int n,struct line Ploy[]){//返回n边形外接矩形一三象限上的对角线线段struct line R;//存放外接矩形的一条位于一三象限的对角线R.p1=Ploy[0].p2;R.p2=Ploy[0].p2;int i;for(i=0;i<n;i++){R.p1.x=min(R.p1.x,Ploy[i].p2.x);R.p2.x=max(R.p2.x,Ploy[i].p2.x);R.p1.y=min(R.p1.y,Ploy[i].p2.y);R.p2.y=max(R.p2.y,Ploy[i].p2.y);}return R;}struct lineform L_form(struct line L){//返回直线L的一般式方程参数struct lineform Lf;Lf.a=L.p2.y-L.p1.y;Lf.b=L.p1.x-L.p2.x;Lf.c=L.p2.x*L.p1.y-L.p1.x*L.p2.y;return Lf;}struct point Intersect(struct line L1,struct line L2){//返回两条直线(线段)的交点坐标struct lineform L1_form=L_form(L1);struct lineform L2_form=L_form(L2);struct point p;GLfloat m=L1_form.a*L2_form.b-L2_form.a*L1_form.b;GLfloat x=L1_form.b*L2_form.c-L2_form.b*L1_form.c;GLfloat y=L1_form.a*L2_form.c-L2_form.a*L1_form.c;p.x=x/m;p.y=-y/m;return p;}int Location(struct point p,struct line L){//返回点p与直线L的位置关系struct lineform Lf=L_form(L);//求出L的直线方程;GLfloat d=(Lf.a*p.x+Lf.b*p.y+Lf.c)/sqrt(Lf.a*Lf.a+Lf.b*Lf.b);//求p到直线的距离，(未取绝对值)if(d>PR){return 1;}else if(d+PR<0){return -1;}else{//即fabs(d)<=PR点在直线上return 0;}}boolean ISon_line(struct point p,struct line L){//判断点p是否在线段L(去除端点L.p1)上;if(Location(p,L)==0){//p在直线上if((L.p1.x-p.x)*(L.p2.x-p.x)+(L.p1.y-p.y)*(L.p2.y-p.y)<=0&&!ISequal(p,L.p1) ){return 1;}else{return 0;}}else{return 0;}}boolean ISintersect(struct line L1,struct line L2){//返回线段L1与线段L2(去除端点L2.p1)是否相交,平行认为不相交struct lineform L1_f=L_form(L1);struct lineform L2_f=L_form(L2);if(fabs(L1_f.a*L2_f.b-L2_f.a*L1_f.b)<=PR||Location(L2.p1,L1)==0){//两直线平行或L2.p1在L1上return 0;}else{if(Location(L1.p1,L2)*Location(L1.p2,L2)<=0&&Location(L2.p1,L1)*Locatio n(L2.p2,L1)<=0){return 1;}else{return 0;}}}int ISinside_ploy(struct point p,int n,struct line Ploy[]){//判断点p是否在凸n边形里面;int i;for(i=0;i<n;i++){if(ISon_line(p,Ploy[i])){//如果p点在边界上则返回0return 0;}}struct line R=Rectang(n,Ploy);//存放外接矩形的一条位于一三象限的对角线if(p.x<=R.p1.x||p.x>=R.p2.x||p.y<=R.p1.y||p.y>=R.p2.y){//如果p不在在外接矩形里面则返回0return 0;}struct line LF;//构造过p点的向左的线段LF.p1=p;LF.p2=p;LF.p2.x=R.p1.x;int m=0;for(i=0;i<n;i++){if(ISintersect(LF,Ploy[i])){m++;}}return m%2;}struct ISdraw show_line(struct line L,int n,struct line Ploy[]){//返回线段L 是否需要绘制(部分或全部)，以及绘制的线段信息(需绘制的线段两端点坐标);struct ISdraw d;d.Cdraw=0;if(ISinside_ploy(L.p1,n,Ploy)&&ISinside_ploy(L.p2,n,Ploy)){//如果线段的两个端点均在凸//n边形内部d.Cdraw=1;d.L=L;}else if(ISinside_ploy(L.p1,n,Ploy)||ISinside_ploy(L.p2,n,Ploy)){//如果线段的两个端点只有一个在凸边形内部或边界上d.L.p1=ISinside_ploy(L.p1,n,Ploy)?L.p1:L.p2;//保留内部点int i;for(i=0;i<n;i++){if(ISintersect(L,Ploy[i])){d.Cdraw=1;d.L.p2=Intersect(L,Ploy[i]);//求另一个端点break;}}}else{//两个端点都在外面int i,t=0;for(i=0;i<n;i++){i f(ISintersect(L,Ploy[i])){if(t==0){d.L.p1=Intersect(L,Ploy[i]);t++;}else{d.Cdraw=1;d.L.p2=Intersect(L,Ploy[i]);break;}}}}return d;}void Draw(struct point p0,GLfloat length,int n){//画一个正n边形struct point points[n];int i;for(i=0;i<n;i++){points[i].x=p0.x+length*cos(2*i*PI/n);points[i].y=p0.y+length*sin(2*i*PI/n);}int j,k;glBegin(GL_LINES);for(j=0;j<n;j++){for(k=j+1;k<n;k++){if(k==j+1||(j==0&&k==n-1)){glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);}else{glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);}glVertex2f(points[j].x,points[j].y);glVertex2f(points[k].x,points[k].y);}}glEnd();glFlush();}void clipp(struct point p0,GLfloat length,int n,int m,struct line Loy[]){//对正n边形进行裁剪struct point points[n];int i;for(i=0;i<n;i++){points[i].x=p0.x+length*cos(2*i*PI/n);points[i].y=p0.y+length*sin(2*i*PI/n);}struct line gloy[n*(n-1)/2];int j,k,t=0;for(j=0;j<n;j++){for(k=j+1;k<n;k++){gloy[t].p1=points[j];gloy[t].p2=points[k];t++;}}glBegin(GL_LINES);glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);struct ISdraw d;for(t=0;t<n*(n-1)/2;t++){d=show_line(gloy[t],m,Loy);if(d.Cdraw){glVertex2f(d.L.p1.x,d.L.p1.y);glVertex2f(d.L.p2.x,d.L.p2.y);}}glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);for(i=0;i<m;i++){glVertex2f(Loy[i].p1.x,Loy[i].p1.y);glVertex2f(Loy[i].p2.x,Loy[i].p2.y);}glEnd();glFlush();}TestClipp.c文件:#include<windows.h>#include<GL/glut.h>#include"Ran.h"void display(void){int n=5;struct line Loy[n];struct point po[5]={{0,-1},{-0.6,0},{-0.5,0.5},{-0.3,0.7},{0.5,0}};//这里的5为裁剪区域的边数int i,j;for(i=0;i<n;i++){Loy[i].p1=po[i];if(i==n-1){j=0;}else{j=i+1;}Loy[i].p2=po[j];}struct point p={0,0};GLfloat length=0.703;Draw(p,length,24);clipp(p,length,24,n,Loy);}void main(){glutInitWindowSize(695,695);//设置窗口大小glutCreateWindow("Clipping");//窗口命名glutDisplayFunc(display);//调用函数、完成画图glutMainLoop();}运行结果:可以看到所有在裁剪区域的线段都变了颜色,测试成功适当修改我们还可以画月亮:。

C语言实现OpenGL渲染

C语言实现OpenGL渲染OpenGL是一种强大的图形渲染API（应用程序接口），它可用于创建高性能的2D和3D图形应用程序。

在本文中，我们将探讨如何使用C语言实现OpenGL渲染。

1. 初始化OpenGL环境在开始之前，我们需要初始化OpenGL环境。

这可以通过以下步骤完成：1.1. 创建窗口使用C语言中的窗口创建库（如GLUT或GLFW）创建一个可见的窗口。

这个窗口将充当我们OpenGL渲染的目标。

1.2. 设置视口使用glViewport函数将窗口的尺寸设置为需要进行渲染的大小。

视口定义了OpenGL将渲染的区域。

1.3. 创建正交投影或透视投影矩阵使用glOrtho或gluPerspective函数创建透视或正交投影矩阵。

投影矩阵将定义OpenGL渲染的视图。

2. 渲染基本图形一旦我们初始化了OpenGL环境，我们可以开始渲染基本图形。

以下是一些常见的基本图形渲染函数：2.1. 绘制点使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一个或多个点。

2.2. 绘制线段使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一条或多条线段。

2.3. 绘制三角形使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一个或多个三角形。

2.4. 绘制多边形使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一个或多个多边形。

3. 设置光照效果为了给渲染的图形添加逼真感，可以设置光照效果。

以下是一些常见的光照函数：3.1. 设置光源使用glLight函数，可以设置光源的位置、光照颜色等参数。

3.2. 设置材质属性使用glMaterial函数，可以设置渲染对象的表面材质属性，如漫反射、镜面反射等。

3.3. 使用光照模型使用glShadeModel函数，可以选择光照模型，如平滑光照模型或平面光照模型。

4. 纹理映射纹理映射能够使渲染的图形更逼真。

cvpixelbuffer resize

主题：CVPixelBuffer resize技术分析与应用一、CVPixelBuffer介绍CVPixelBuffer是CoreVideo框架中用于表示图像数据的一种数据类型，它提供了对视瓶帧缓冲区的直接访问和操作能力。

CVPixelBuffer 可以用于捕捉视瓶帧、处理视瓶数据以及在图像和视瓶处理应用中应用各种特效。

二、CVPixelBuffer resize的概念CVPixelBuffer resize指的是改变CVPixelBuffer中图像数据的尺寸大小，通常用于图像的缩放、裁剪或放大等操作。

该技术可以在图像处理和视瓶处理领域发挥重要作用，例如在视瓶流媒体服务、图像识别和人脸识别等应用场景中。

三、CVPixelBuffer resize的实现方式1. 使用CoreGraphics框架进行resize可以通过使用CoreGraphics提供的图像处理功能，将CVPixelBuffer 中的图像数据进行缩放或裁剪。

这种方式对于简单的图像处理能够较为有效地实现resize操作，但对于复杂的图像处理需求可能存在一定局限性。

2. 使用Metal Performance Shaders进行resizeMetal Performance Shaders(MPS)是苹果推出的基于Metal框架的图像处理库，它提供了高效的图像处理算法和硬件加速能力。

通过使用MPS库中的resize算法，可以对CVPixelBuffer进行高效的resize 操作，满足对图像处理性能要求较高的场景。

3. 使用OpenGL进行resize除了使用CoreGraphics和Metal Performance Shaders，还可以通过OpenGL提供的图像处理能力对CVPixelBuffer进行resize。

OpenGL具有强大的图形渲染和处理能力，可以实现对CVPixelBuffer 进行高质量的resize操作。

四、CVPixelBuffer resize的应用场景1. 视瓶直播和流媒体服务在视瓶直播和流媒体服务中，经常需要对视瓶流进行resize以适配不同的屏幕大小和分辨率，同时也可以通过resize减小视瓶流的带宽占用。

计算机图形学OpenGL版实验1-4

实验1 OpenGL初识一、实验目的：熟悉编程环境；了解光栅图形显示器的特点；了解计算机绘图的特点；利用VC+OpenGL作为开发平台设计程序，以能够在屏幕上生成任意一个像素点为本实验的结束。

二、实验内容：（1）了解和使用VC的开发环境，理解简单的OpenGL程序结构。

（2）掌握OpenGL提供的基本图形函数，尤其是生成点的函数。

三、该程序的作用是在一个黑色的窗口中央画一个矩形、三角形和三个点，如图所示。

下面对各行语句进行说明：首先，需要包含头文件#include <GL/glut.h>，这是GLUT的头文件。

然后看main函数。

int main(int argc, char *argv[])，这个是带命令行参数的main函数。

这种以glut开头的函数都是GLUT工具包所提供的函数，下面对用到的几个函数进行介绍；1）glutInit，对GLUT进行初始化，这个函数必须在其它的GLUT使用之前调用一次。

其格式比较固定，一般都是glutInit(&argc, argv)就行；2) glutInitDisplayMode，设置显示方式，其中GLUT_RGB表示使用RGB颜色，与之对应的还有GLUT_INDEX（表示使用索引颜色）。

GLUT_SINGLE表示使用单缓冲，与之对应的还有GLUT_DOUBLE（使用双缓冲）。

更多信息，以后的实验教程会有讲解介绍；3) glutInitWindowPosition，设置窗口在屏幕中的位置；4) glutInitWindowSize，设置窗口的大小；5) glutCreateWindow，根据前述设置的信息创建窗口。

参数将被作为窗口的标题。

注意：窗口被创建后，并不立即显示到屏幕上。

需要调用glutMainLoop才能看到窗口；6) glutDisplayFunc，设置一个函数，当需要进行画图时，这个函数就会被调用。

（暂且这样理解）；7) glutMainLoop，进行一个消息循环。

three.js剪切面的原理

在three.js中，剪切面（Clipping Plane）是一种用于在渲染时裁剪场景中物体的技术。

它可以将场景中的物体分割成两部分，只渲染其中一部分，从而实现一些特殊效果。

剪切面的原理是基于OpenGL的裁剪面技术。

在渲染时，会将场景中的物体投影到相机视锥体（Frustum）中，只有在视锥体内的物体才会被渲染。

而剪切面可以进一步裁剪视锥体内的物体，只保留其某些部分，从而实现一些特殊效果，如镜面反射、截面显示等。

在three.js中，可以通过创建一个`THREE.Plane`对象来定义一个剪切面。

这个对象包含一个法向量和一个距离值，表示剪切面所在的平面方程。

然后，将这个剪切面添加到场景中的剪切面数组中，即可对场景中的物体进行裁剪。

在渲染时，需要将剪切面的信息传递给渲染器，并启用剪切面。

渲染器会根据剪切面的信息，将场景中的物体裁剪成两部分，只渲染其中一部分，从而实现剪切效果。

总之，剪切面是一种用于裁剪场景中物体的技术，可以实现一些特殊效果。

在three.js中，可以通过创建`THREE.Plane`对象来定义剪切面，并将其添加到场景中的剪切面数组中，从而实现剪切效果。

图像学模拟题1

一、选择题1．在下列叙述语句中，正确的论述为（ D ）A 、一个计算机图形系统至少应具有计算、存储、输入、输出四个方面的基本功能；B 、在图形系统中，图形处理速度取决于CPU 的性能；C 、在图形系统中，存储容量指的是计算机的内存；D 、在图形系统中，图形处理精度主要是指图形采集输入质量和显示输出质量。

2．如果一幅512×512像素的图像，每一像素用4位表示，那么存储此图像至少需要的容量为（B ）A 、512KB B 、1MBC 、2MBD 、3MB3．如果一个长方形使用右边二维图形变换矩阵：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=105050005T ,将产生变换的结果为（D ）A 、图形放大5倍；同时沿X 坐标轴方向移动5个绘图单位B 、图形放大25倍，同时沿X 坐标轴方向移动5个绘图单位；C 、图形放大5倍，同时沿Y 坐标轴方向移动5个绘图单位；D 、图形放大25倍，同时沿Y 坐标轴方向移动5个绘图单位；4．使用二维图形变换矩阵：T =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-100001010 如果图形的一个顶点坐标为A （6，8），则变换后的坐标A’ 为 (A )A 、(8,－6);B 、（－6，8）;C 、（－8，6）;D 、（6，－8）。

5、在透视投影中，主灭点的最多个数是（C ）A 、1B 、2C 、3D 、46．计算机显示设备一般使用的颜色模型是（ A ）A ）RGB B ）HSVC ）CMYD ）不在A,B,C 中出现7．在计算机图形关于Modeling 的物体的描述中，下列是正确的结论有（ C ）A 一根直线是物体B 一个空间的点是物体C 一个立方体是物体D 三维欧氏空间点的集合是物体8．以下关于图形变换的论述不正确的是（ D ）A. 平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置；B. 拓扑关系不变的几何变换不改变图形的连接关系和平行关系；C.旋转变换后各图形部分间的线性关系和角度关系不变，变换后直线的长度不变D.错切变换虽然可引起图形角度的改变，但不会发生图形畸变；9．计算机图形学与计算机图象学的关系是( B )。

OpenGL面试总结

OpenGL⾯试总结OpenGL⾯试GLSL语⾔着⾊器(shader)是运⾏在GPU上的⼩程序，类似于C语⾔，构造⼀个着⾊器在其开头必须声明版本。

本质上来说，着⾊器是⼀个把输⼊转化为输出的程序。

着⾊器定义了in和out等关键字实现数据的输⼊和输出，从⽽实现数据的交流。

如果从⼀个着⾊器向另⼀个着⾊器发送数据，则必须在发送⽅声明⼀个输出，在接收⽅声明⼀个类似的输⼊。

当类型和名字都相同的时候，便会⾃动链接在⼀起，实现数据传递。

另⼀种从cpu向gpu发送数据的⽅式是uniform。

uniform是全局的，⽆需借助其他中介实现数据传递。

在着⾊器程序中声明uniform变量，在主程序中通过glGetUniformLocation获得其地址，从⽽设置着⾊器中uniform变量的值。

CPU和GPU之间如何调度的如1中所述，GLSL运⾏在GPU，其通过接⼝实现和CPU之间的数据转换。

opengl程序涉及到两种类型的处理单元--CPU和GPU。

opengl主程序由CPU调度运⾏，图像处理部分通过GLSL交由GPU执⾏。

CPU与GPU之间的数据传递分三个步骤：1. ⾸先利⽤内置的OpenGL函数⽣成⼀个ID号码;2. 根据需要对该ID号码进⾏内存类型的绑定;在经过上⾯两个步骤之后，GPU中⽤于接收系统内存中数据的“标识符”就准备好了3. 对这部分内存进⾏初始化，初始化的内容来⾃于系统内存中，这⼀部分功能利⽤glBufferData函数完成。

数据提交到GPU专⽤的内存中之后，需要根据应⽤场景对这些数据进⾏适当的分配。

⽐如，有的数据当做顶点，有的是作为颜⾊，有的⽤于控制光照等等此外，由于GPU具有⾼并⾏结构(heighly parallel structure)，所以GPU在处理图形和复杂算法⽅⾯计算效率较⾼。

CPU⼤部分⾯积为控制器和寄存器，⽽GPU拥有更多的ALU(Arithmetric Logic Unit,逻辑运算单云)⽤于数据处理，⽽⾮数据的⾼速缓存和流控制。

SDL2和OpenGL使用踩坑笔记经验分享

SDL2和OpenGL使⽤踩坑笔记经验分享SDL + OpenGL使⽤笔记LFTK 是⼀个嵌⼊式GUI，为了开发⽅便，需要提供PC运⾏环境。

我选择了SDL2+OpenGL+nanovg来实现底层的渲染，让LFTK可以运⾏在各个平台上。

GLFW+OpenGL也是⼀个不错的选择，但是GLFW没有Android和iOS的移植，⽽且没有提供原⽣输⼊法的⽀持。

LFTK虽然最初是为嵌⼊式系统⽽⽣，但也有⼀个⼩⽬标：可以⽤于开发嵌⼊式系统，也可以开发PC软件和移动APP，所以最后选择了SDL2+OpenGL+nanovg。

在使⽤SDL2+OpenGL+nanovg的过程中，踩了⼀些坑，这⾥做个笔记，给需要的朋友参考：⼀、在MacPro上显⽰模糊的问题。

在⽹上查了⼀下，有⼈提供的⽅案是设置SCALE_QUALITY，貌似也有些道理，但是效果不佳。

SDL_SetHint(SDL_HINT_RENDER_SCALE_QUALITY, "nearest");花了⼀些时间去看SDL的源码后，发现其实SDL在创建窗⼝时提供了SDL_WINDOW_ALLOW_HIGHDPI标志，可以⽤来解决模糊的问题：SDL_CreateWindow("LFTK Simulator", x, y, w, h, SDL_WINDOW_OPENGL | SDL_WINDOW_ALLOW_HIGHDPI);如果设置了SDL_WINDOW_ALLOW_HIGHDPI标志，窗⼝⼤⼩和Drawable的⼤⼩可能不⼀致，在绘图时需要做相应缩放：SDL_GetWindowSize(sdl_window, &ww, &wh);SDL_GL_GetDrawableSize(sdl_window, &fw, &fh);ratio = (float)fw / (float)ww;⼆、nanovg裁剪算法⽆效。

三维裁剪算法

三维裁剪算法三维裁剪算法是计算机图形学中的一种重要算法，它可以用来对三维模型进行裁剪，从而实现对三维模型的显示和处理。

在计算机图形学中，三维裁剪算法是非常重要的，因为它可以帮助我们实现对三维模型的精确处理和显示，从而提高计算机图形学的应用效果和实用性。

三维裁剪算法的基本原理是将三维模型分割成多个小块，然后对每个小块进行裁剪，最后将所有小块合并起来，得到完整的三维模型。

这个过程需要使用到一些数学知识和计算机图形学的基本算法，比如平面方程、向量运算、矩阵变换等等。

三维裁剪算法的实现过程可以分为以下几个步骤：1. 将三维模型分割成多个小块。

这个过程需要根据三维模型的形状和大小来确定分割的方式和数量。

一般来说，可以将三维模型分割成多个立方体或长方体，然后对每个小块进行裁剪。

2. 对每个小块进行裁剪。

这个过程需要使用到平面方程和向量运算等数学知识。

首先，需要确定裁剪面的位置和方向，然后将裁剪面转换成平面方程的形式。

接着，需要将小块中的每个顶点和面都进行裁剪，得到裁剪后的顶点和面。

这个过程需要使用到向量运算和矩阵变换等计算机图形学的基本算法。

3. 将所有小块合并起来，得到完整的三维模型。

这个过程需要将每个小块的裁剪结果进行合并，得到完整的三维模型。

这个过程需要使用到三维模型的拼接和合并算法，以及一些计算机图形学的基本算法。

三维裁剪算法的应用非常广泛，可以用来实现对三维模型的显示和处理。

比如，在计算机游戏中，三维裁剪算法可以用来实现对游戏场景的裁剪，从而提高游戏的运行效率和流畅度。

在工业设计和建筑设计中，三维裁剪算法可以用来实现对产品和建筑模型的裁剪，从而提高设计的精度和效率。

在医学图像处理中，三维裁剪算法可以用来实现对医学图像的裁剪和分割，从而提高医学诊断的准确性和效率。

三维裁剪算法是计算机图形学中非常重要的一种算法，它可以帮助我们实现对三维模型的精确处理和显示，从而提高计算机图形学的应用效果和实用性。

在未来的发展中，三维裁剪算法将会得到更广泛的应用和发展，成为计算机图形学领域中的重要技术和工具。

计算机图形学报告

沈阳航空航天大学计算机图形学实验报告班级：34140102学号：20130 姓名：成绩：指导教师：实验一：OpenGL绘制球体线框图1.实验目的：本实验要求熟悉OpenGL基本图元函数的使用。

通过使用OpenGL及GLUT库在Visual C++环境下编写图形绘制程序掌握图形绘制的一般框架，从而为进一步做综合性的图形绘制实验奠定基础2.实验要求：编写一个程序，在窗口中显示一个旋转的球体线框，利用光标键可启动图形旋转切换视点。

3.实验过程：先配置环境，把相关文件放到相应的文件夹C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL C:\WINDOWS\system32 C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib建一个新工程，比照pdf敲代码再通过VC++进行编译4.实验结果:程序运行后，弹出窗口，使用光标键可使球体旋转。

代码：include <windows.h>#include <math.h>#include <gl/gl.h>#include <gl/glu.h>#include <gl/glaux.h>void init();void CALLBACK reshapae(GLsizei w,GLsizei h);void CALLBACK display();GLfloat s, h;//回调函数，绘制窗口时调用void CALLBACK display(){//清空窗口设置背景为白色glClearColor(1, 1, 1, 1);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//取景变换glLoadIdentity();gluLookAt(5, 5, h, s, 0, 0, 0, 1, 0);//glRotatef(30,1,1,0);//设置前景色为黑色glColor3f(0,0,0);//绘图开始，两条水平平行线GLfloat RAD = 3.1415926/180;GLfloat x, y, z, r;int i, j;for(i = 0; i < 180; i+=5){glBegin(GL_LINE_LOOP);r = 2 * sin(i * RAD);z = 2 * cos(i * RAD);for(j = 0; j <= 360; j+=10){x = r * cos(j * RAD);y = r * sin(j * RAD);glVertex3f(x, y, z);}glEnd();}for(j = 0; j < 360; j+=10){glBegin(GL_LINE_LOOP);for(i = 0;i <=180; i+=5){r = 2 * sin(i * RAD);z = 2 * cos(i * RAD);x = r * cos(j * RAD);y = r * sin(j * RAD);glVertex3f(x, y, z);}glEnd();}//清空帧缓存glFlush();}//OpenGL初始化，设置颜色为单一着色模式void init(){glShadeModel(GL_FLAT);s = 0;h = 5;}//回调函数，窗口初始化和大小改变时，调用此函数void CALLBACK reshape(GLsizei w,GLsizei h){//设置当前矩阵为投影变换矩阵glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置投影变换glLoadIdentity();gluPerspective(30, 1, -3, 3);//设置当前矩阵为模式变换矩阵glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//设置视区变换glViewport(0, 0, w, h);}void CALLBACK Left(){s+=0.1;}void CALLBACK Right(){s-=0.1;}void CALLBACK Up(){h-=0.1;}void CALLBACK Down(){h+=0.1;}void main(){//设置OpenGL的显示模式：单缓存、RGB模式auxInitDisplayMode(AUX_SINGLE|AUX_RGB);//设置窗口位置、大小和标题auxInitPosition(0, 0, 300, 300);auxInitWindow("OpenGL Demo");init();//设置回调函数auxKeyFunc(AUX_LEFT,Left);auxKeyFunc(AUX_RIGHT,Right);auxKeyFunc(AUX_UP,Up);auxKeyFunc(AUX_DOWN,Down);auxReshapeFunc(reshape);auxMainLoop(display);}5.实验心得：对vc下opengl的配置还是花费了很多时间，通过本次试验，熟悉了OpenGL基本图元函数的使用，通过使用OpenGL及GLUT库在Visual C++环境下编写图形绘制程序掌握图形绘制的一般框架，从而为进一步做综合性的图形绘制实验奠定基础。

计算机图形学裁剪算法详解

计算机图形学裁剪算法详解裁剪算法详解在使⽤计算机处理图形信息时，计算机内部存储的图形往往⽐较⼤，⽽屏幕显⽰的只是图的⼀部分。

因此需要确定图形中哪些部分落在显⽰区之内，哪些落在显⽰区之外，以便只显⽰落在显⽰区内的那部分图形。

这个选择过程称为裁剪。

最简单的裁剪⽅法是把各种图形扫描转换为点之后，再判断各点是否在窗内。

但那样太费时，⼀般不可取。

这是因为有些图形组成部分全部在窗⼝外，可以完全排除，不必进⾏扫描转换。

所以⼀般采⽤先裁剪再扫描转换的⽅法。

(a)裁剪前 (b) 裁剪后图1.1 多边形裁剪1直线段裁剪直线段裁剪算法⽐较简单，但⾮常重要，是复杂图元裁剪的基础。

因为复杂的曲线可以通过折线段来近似，从⽽裁剪问题也可以化为直线段的裁剪问题。

常⽤的线段裁剪⽅法有三种：Cohen-Sutherland,中点分割算法和梁友栋－barskey 算法。

1.1 Cohen-Sutherland裁剪该算法的思想是：对于每条线段P1P2分为三种情况处理。

（1）若P1P2完全在窗⼝内，则显⽰该线段P1P2简称“取”之。

（2）若P1P2明显在窗⼝外，则丢弃该线段，简称“弃”之。

（3）若线段既不满⾜“取”的条件，也不满⾜“弃”的条件，则在交点处把线段分为两段。

其中⼀段完全在窗⼝外，可弃之。

然后对另⼀段重复上述处理。

为使计算机能够快速判断⼀条直线段与窗⼝属何种关系，采⽤如下编码⽅法。

延长窗⼝的边，将⼆维平⾯分成九个区域。

每个区域赋予4位编码CtCbCrCl.其中各位编码的定义如下：图1.2 多边形裁剪区域编码图5.3线段裁剪裁剪⼀条线段时，先求出P1P2所在的区号code1,code2。

若code1=0,且code2=0，则线段P1P2在窗⼝内，应取之。

若按位与运算code1&code2≠0，则说明两个端点同在窗⼝的上⽅、下⽅、左⽅或右⽅。

可判断线段完全在窗⼝外，可弃之。

否则，按第三种情况处理。

求出线段与窗⼝某边的交点，在交点处把线段⼀分为⼆，其中必有⼀段在窗⼝外，可弃之。

OpenGL的空间变换（下）：空间变换

OpenGL的空间变换（下）：空间变换通过本⽂的上篇，我们了解到矩阵的基础概念。

并且掌握了矩阵在空间⼏何中的应⽤。

接下来，我们将结合矩阵来了解 OpenGL 的空间变换。

在使⽤ OpenGL 的应⽤程序中，当我们指定了模型的顶点后，顶点依次会变换到不同的 OpenGL 空间中：世界空间模型空间（也称为对象空间）视图空间（也称为视点空间、摄像机空间）裁剪空间标准设备坐标空间窗⼝空间在经过这⼀系列的空间变换之后，顶点才会被显⽰在屏幕上。

世界空间（World Space）世界空间相对于其他坐标空间来说是固定不变的。

所以，它也被⽤作空间变换的参考系。

我们把它的坐标系称为世界坐标系。

在没有特别说明的情况下，我们⽤来描述⼀个⼏何对象（点、向量或坐标）的数值数据，都是基于世界坐标系来设定的。

世界坐标系⽤矩阵来表⽰就是⼀个单位矩阵。

模型空间（Model Space）模型空间，也称为对象空间。

如果把世界空间⽐作现实世界的话，那么模型就好⽐⼀座房⼦或者房⼦⾥的⼀个⼈等等。

假设以⼈的重⼼为原点，正⾯向前的⽅向为 z-轴，头顶的⽅向为 y-轴，左侧⽅向为 x-轴来构建⼀个坐标系。

我们可以⽤这个坐标系来描述这个⼈⾃⾝的模型空间。

这个坐标系也称为模型坐标系（或对象坐标系）。

模型坐标系并不是绝对的，如果以⼈的⿐尖为原点，头顶的⽅向改为 z-轴，正⾯向前的⽅向为 y-轴，右侧⽅向为 z-轴来构建其模型坐标系。

这个模型坐标系同样可以⽤来描述这个⼈⾃⾝的模型空间。

只不过⽤不同坐标系来描述时，描述出来的数据不⼀定相同。

⼀般来说，我们都是基于世界坐标系来描述模型坐标系的。

在这种情况下，世界坐标系可以看作是模型坐标系的⽗坐标系：其中，⿊⾊的坐标系为世界坐标系；灰⾊的坐标系为模型坐标系。

模型变换（模型-世界变换）默认情况下模型坐标系的原点位于世界坐标系的原点，并且坐标轴的⽅向与世界坐标系的坐标轴⼀致。

我们可以通过⼀系列的缩放、旋转和*移，将模型以任意⾓度摆在任意位置上。

《计算机图形学》习题与解答#(精选.)

《计算机图形学》习题与解答第一章概述1. 试描述你所熟悉的计算机图形系统的硬软件环境。

计算机图形系统是计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。

例如：计算机硬件采用PC、操作系统采用windows2000，图形输入设备有键盘、鼠标、光笔、触摸屏等，图形输出设备有CRT、LCD等，安装3D MAX图形软件。

2. 计算机图形系统与一般的计算机系统最主要的差别是什么？3. 图形硬件设备主要包括哪些？请按类别举出典型的物理设备?图形输入设备：鼠标、光笔、触摸屏和坐标数字化仪，以及图形扫描仪等。

图形显示设备：CRT、液晶显示器（LCD）等。

图形绘制设备：打印机、绘图仪等。

图形处理器：GPU（图形处理单元）、图形加速卡等等。

4. 为什么要制定图形软件标准？可分为哪两类？为了提高计算机图形软件、计算机图形的应用软件以及相关软件的编程人员在不同计算机和图形设备之间的可移植性。

图形软件标准通常是指图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准，另外还有供图形应用程序调用的子程序功能及其格式标准。

5. 请列举出当前已成为国际标准的几种图形软件标准，并简述其主要功能。

（1）CGI(Computer Graphics Interface)，它所提供的主要功能集包括控制功能集、独立于设备的图形对象输出功能集、图段功能集、输入和应答功能集以及产生、修改、检索和显示以像素数据形式存储的光栅功能集。

（2）GKS(Graphcis Kernel System)，提供了应用程序和图形输入输出设备之间的接口，包括一系列交互和非交互式图形设备的全部图形处理功能。

主要功能如下：控制功能、输入输出功能、变换功能、图段功能、询问功能等。

6. 试列举计算机图形学的三个应用实例。

（1）CAD/CAM（2）VISC（3）VR.第二章光栅图形学1. 在图形设备上如何输出一个点？为输出一条任意斜率的直线，一般受到哪些因素影响？若图形设备是光栅图形显示器，光栅图形显示器可以看作是一个像素的矩阵，光栅图形显示器上的点是像素点的集合。