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第六章 二维观察 Computer Graphics 第六章 2D观察 2D图形视像变换 2D图形剪裁算法 6.1 2D图形视像变换 窗口（Window）和视区（ Viewport ）的概念 窗口到视区变换效果 2D图形视像变换的矩阵表示 窗口与视区的位似性 6.1.1 窗口和视区 6.1.2 窗口到视区的变换效果 6.1.3 2D图形视像变换的矩阵表示 6.1.4 窗口与视区的位似性 6.2 2D图形的剪裁算法 6.2.1 点的剪裁 6.2.2 线段的剪裁 Cohen-Sutherland算法小结: Cohen-Sutherland算法描述: else if (编码逻辑乘结果不为0) begin done = TRUE; display = FALSE; end else begin if(检查code1 ,若在窗口内) begin 交换端点及端点的编码；end 以左，右，下，上的次序对端点1进行判断及求交点；将交点的值赋给端点1； end end (1)若code1|code2=0，线段保留，结束；否则，若code1code2≠0，线段删除，结束；当这两条均不满足时，进行步骤(2)。 (2)找出该线段离窗口边界最远的点和该线段的中点。判断中点是否在窗口内：若中点不在窗口内，则把中点和离窗口边界最远点构成的线段丢掉，以线段上的另一点和该中点再构成线段求其中点；若中点在窗口内，则又以中点和最远点构成线段，并求其中点，直到中点与窗口边界的坐标值在规定的误差范围内相等，则该中点就是该线段落在窗口内的一个端点坐标。 (3)如另一点在窗口内，则经(2)即确定了该线段在窗口内的部分。如另一点不在窗口内，则该点和所求出的在窗口上的那一点构成一条线段，重复步骤(2)，即可求出落在窗口内的另一点。 6.2.3 多边形的剪裁（ Polygons Clipping ） 基本思想：通过对单一边界的剪裁来实现多边形的剪裁。即在算法中，剪裁窗口的每一边将逐次对原多边形和每次剪裁所生成的多边形进行剪裁。 while 对于窗口每一个边界 do begin ????if P1在窗口边界内一侧 then 输出P1 ???for I=1 到 n do begin ??????? if Pi在窗口边界内一侧 then ???? ???????? if Pi+1在窗口边界内一侧 then 输出Pi+1 ?????????????? else 计算交点并输出交点 ?????? else if Pi+1在窗口边界内一侧，then 计算交 点并输出交点，同时输出Pi+1 end end end of algorithm 6.2.4 文本剪裁（ Text Clipping ） 文本由字符组成。 字符分两种：一种是矢量字符，即由若干条线段或笔画构成；一种是点阵字符，即由点阵来表示。 文本的剪裁按剪裁的精度可分为全有或全无字符串剪裁、全有或全无字符剪裁、和单字符剪裁三种类型。 6.2.5 外部剪裁（ Exterior Clipping ） The End 算法实施策略： 算法的数据结构：多边形顶点表。 算法的每次输出都是一多边形顶点表，该顶点表将用窗口的下一条边界继续剪裁。 将多边形关于矩形窗口的剪裁分解为关于窗口四条边界所在直线的剪裁； 多边形区域可通过指定顶点序列定义，将每个顶点与边界比较，位于窗口边界内的顶点保留下来以便进行下一次剪裁，位于边界外的顶点去掉。 窗口的一条边以及延长线构成的剪裁线把平面分为两个区域，包含有窗口区域的一个域称为可见侧；不包含窗口区域的域为不可见侧。 (IN—边界内，可见侧 OUT—边界外，不可见侧） 由于每条边都需要与剪裁边界分别比较，故只需讨论单条边和某条边界之间的位置关系。 设S、P为多边形两个相邻顶点，S为起点，P为终点，则边SP与剪裁边界之间只有四种可能情况： Polygon being clipped P: output Clip boundary S IN OUT 情况一：SP在边界内； 不必输出起点S，因为顶点是按顺序处理的，S作为前一条边的终点输出。 情况二：SP部分可见，且S?P为从内向外； IN OUT S L output P 结果：输出P 结果：输出SP与边界交点L 情况三：SP在边界外； (no output) P S IN OUT 结果：无输出 情况四： SP部分可见，且S?P为从外向内； P: second output S IN OUT L: first output 结果：输出两点，先