文档介绍：计算机图形学
Computer Graphics
王汝传 ******@njupt.
黄海平 ******@njupt.
林巧民 ******@njupt.
无线传感器网络研究中心
教材:《计算机图形学》王汝传等编著人民邮电出版社
第四章二维图形生成和变化技术
基本绘图元素

直线段的生成

曲线的生成

区域填充

二维图形变换

二维图形剪裁

反走样技术

第四章二维图形生成和变化技术
又称平面图形图形
又称立体图形
三维图形最终还是用二维图形,即图片、屏幕、纸张等的形式来表示。
无论什么复杂图形,它们无非是由直线段和曲线段组成(三维图形经投影后最终变成了二维图形)
图形设备显示曲线段时,最终还是将曲线段转化成一系列直线段逼近表示
因此,所有图形我们都可以看成是由直线段组成。
对二维图形的处理是计算机图形学的基础
基本绘图元素
在第二章我们已讨论过坐标系统的世界坐标系、规范坐标系和设备坐标系三种坐标系。坐标系统确定之后,需要使用不同的绘图元素来描述图形,它们是点、直线、曲线和其他基本的图形元素。
第四章二维图形生成和变换技术
基本绘图元素
直线段的生成
曲线的生成
区域填充
二维图形变换
二维图像裁剪
反走样技术
一、点
点是图形中最基本的图素,直线、曲线以及其他的图元都是点的集合。在计算机图形学中,点是用数值坐标来表示的。
X
Y
在直角坐标系中点由(x,y)两个数值组成的坐标表示
X
Y
Z
在三维坐标系中点是由(x,y,z)三个数值组成的坐标表示
二、直线
一条直线是指所有在它上面的点的集合,在图形学中研究的对象是直线段。
已知线段的起点坐标(Xs, Ys)。终点坐标(Xe, Ye)这两点就确定了这条线段,并用线段上的任意一点(x, y)均满足:
图形显示器是由一个个排列有序的像素所构成,画一条直线实际上是根据一系列计算出来并与该线靠近的像素而绘制。
因此,显示器划分的像素点越多分辨率越高
由象素组成的线段
绘图仪绘制线段是笔在X,Y方向移动,画线时单方向的一次移动距离称为步矩,设备的步矩越小,绘出的图形越精确。
Y
O
X
绘图仪画线段
三、曲线
曲线包括圆、椭圆、弧线和由许多类型的方程所确定的图形。在计算机图形程序设计中最好将曲线定义成不能构成直线的点的集合。曲线被认为是图形学的基础。
三次参数曲线
四、区域填充

区域填充是一个彩色区域,可以是均匀的也可以是不均匀的,区域边界可以是直线也可以是曲线。
可提供不同的内部填充类型用以充满区域内部,填充的类型可能是不同的颜色,不同的灰度或者不同的填充图案。还可以用方程生成的梯度变化曲线完成填充过程。阴影填充可以通过来自一个光源的投影直线计算出,因而在填充区域中的像素相应地发生变化。用户可根据系统硬件和软件,用一种或几种色彩进行填充,也可使用多种颜色填充区域。
阴影填充元素图