计算机图形学基础—坐标系

一. 图形坐标系

计算机图形学中,从物体建模、设备显示、处理图形角度,使用一系列的坐标系,图形显示的过程就几何模型在不同坐标系之间的映射。

  1. 世界坐标系:公共坐标系,是现实中物体场景的统一参照系

  2. 建模坐标系:局部坐标系,独立于世界坐标系来定义物体的几何特性

  3. 观察坐标系:从观察者的角度对整个世界坐标系内的对象进行重定定位和描述,用于指定图形的输出范围

  4. 设备坐标系:适合特定输出设备输出对象的坐标系,一般,对于每个具体的显示设备,都有单独的坐标系统

  5. 规范化坐标系:独立于设备,使图形软件在不同设备间移植,坐标轴取值范围0-1

二. 齐次坐标

  1. 图形变换的原则:

(1) 改变图形的几何关系,即改变顶点的坐标

(2) 保持图形的原拓扑关系不变,即连边规则不改变

  1. 仿射变换:一种二维坐标到二维坐标之间的线性变换

(1)”平直性”:直线经过变换之后仍是直线;

(2)”平行性”:平行线依然是平行线,且直线上的点位置顺序不变。

  1. 齐次坐标:

(1)定义:

变换前坐标[x,y],变化后[x,y],有下述的矩阵变化

计算机图形学基础—坐标系

用n+1维向量表示n维向量的方式叫齐次坐标表示法。

(2) 表示:n维向量(p1,p2,p3,…,pn)用n+1维坐标表示(hp1,hp2,hp3,…hpn,h),h为哑坐标。其中若h=1时产生的坐标为”规格化坐标”。

(3)关系: 普通坐标与齐次坐标的关系为”一对多”:普通坐标

计算机图形学基础—坐标系h–>齐次坐标,齐次坐标计算机图形学基础—坐标系h–>普通坐标

(4)原因:采用齐次坐标,对于图形而言没有实质性的差别,却给矩阵运算表示图形变换,提供了方便。对于一个图形用顶点表描述图形的几何关系,用连边表描述图形的拓扑关系。 图形的变换,是图形的顶点表的变换。

Original: https://blog.csdn.net/qq_45286905/article/details/124617100
Author: 菜鸟输出
Title: 计算机图形学基础—坐标系

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