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实用标准文案 精彩文档 实验六 二维裁剪 实验目的: 通过实验掌握下列知识: 1. 掌握OpenGL下裁剪窗口与视区的设置； 2. Cohen-Sutherland 算法的原理与实现； 3. 梁友栋-Barskey 算法的原理与实现； 内容及步骤: 一、基础知识介绍 1、裁剪窗口与视区 裁剪窗口(clipping window)：在世界坐标系中规定的要显示的二维场景的某个区域，即定义要显示哪里，该裁剪窗口之外的东西不被显示。有时被称作世界窗口、观察窗口或窗口。 视区(viewport): 在显示器上的何处显示裁剪窗口指定的区域，即定义在哪里显示。 窗口和视区的操作特点: （1）改变视区的位置，可以在输出设备显示区的不同位置显示图形； （2）改变视区的尺寸，可以改变窗口内图形的尺寸和位置； （3）固定视区，改变裁剪窗口的大小，可以获得图形缩放的效果； （4）固定视区，移动裁剪窗口位置，可以获得扫视场景的效果； （5）当裁剪窗口与视区的宽、高的比例不同时，显示的物体会发生形变，所以往往使裁剪窗口与视区的宽、高的比例相同。 2、OpenGL中的裁剪窗口函数与视区函数 世界坐标系中的三维物体 世界坐标系中的三维物体 三维几何变换 投影 三维裁剪 视区变换 屏幕坐标系中显示 三维图形的显示流程 在OpenGL中，二维裁剪窗口使用下列OpenGL函数： gluOrtho2D(xWinMin, xWinMax, yWinMin, yWinMax); 四个参数都是用双精度浮点数给出，指定世界坐标系上x-y平面上能够显示的范围，x方向上，能够显示出来的范围是xWinMin～ xWinMax，y方向上，能够显示出来的范围是yWinMin～ yWinMax。在这个矩形方位之外定义的图形，不能被显示出来。 注意，当没有为应用程序指定裁剪窗口时，就使用默认的坐标：xWinMin＝-1.0, xWinMax＝1.0, yWinMin＝-1.0, yWinMax＝1.0。这样，默认的裁剪窗口是以坐标系原点为中心，边长为2的正方形区域。 那么，这个范围内的图形，显示在显示器上生成窗口的哪个位置呢？这需要通过视区函数(ViewPort，有时也称视口)来指定： glViewport(xViewportMin, xViewportMax, viewportWidth, viewportHeight); 这里的所有参数用对应于显示窗口的整数屏幕坐标给出，参数xViewportMin和yViewportMin指定视区左下角的位置，视区的宽度和高度用参数viewportWidth和viewportHeight指定。也就是说，用gluOrtho2D指定显示范围的图形在用glViewport指定的窗口位置显示出来。 注意，当没有在应用程序中用glViewport指定视区时，则默认的视区大小及位置与整个OpenGL显示窗口一样。 显然，当gluOrtho2D和glViewport指定的矩形区域的宽高比不一样时，图形会发生形变。 那么，已经在世界坐标系中定义的物体，计算机的显示系统怎样确定哪些部分显示，哪些部分不显示呢？这是通过相关的裁减算法计算出来的。 二、裁减算法 1、点的裁剪 判断点 P=(x, y)是否在裁剪区域( xWinMin, xWinMax, yWinMin, yWinMax )内，只要判断是否满足条件 如果满足，就表明在裁剪区域内，否则，就在裁剪区域之外。 2、线段的裁减 线段的裁减要判断线段与裁剪矩形边界的各种关系。经典的线段裁剪算法有Cohen-Sutherland 算法和梁友栋-Barskey 算法。 Cohen-Sutherland 算法的代码如下： class wcPt2D { public: GLfloat x, y; }; inline GLint round (const GLfloat a) { return GLint (a + 0.5); } /* Define a four-bit code for each of the outside regions of a * rectangular clipping window. */ const GLint winLeftBitCode = 0x1; const GLint winRightBitCode = 0x2; const GLint winBottomBitCode = 0x4; const GLint winTopBitCode = 0x8; /* A bit-mask region code is also assigned to each endpoint of an input * line segment, accordi