《图形学中的图形消隐技术》一文深入探讨了计算机图形学领域中图形消隐的基本原理和算法实现。文章涵盖了从传统消隐方法到现代高级渲染技术的发展历程,旨在为读者提供一个全面而详细的视角去理解如何在三维场景中正确处理不可见表面,提升图像的真实感与美观度。
关于长方体图形的二次消隐及实验指导
**1. 实验目的与要求**
- 掌握构建长方体表面模型的方法。
- 理解三维图形显示流程。
- 学习并应用长方体自隐藏线消除算法。
**2. 实验步骤**
(1)定义长方体的表面模型
- 定义三维齐次坐标结构和面结构,添加可见性属性给这些面;
- 建立顶点表,并明确它们与面的关系。
(2)实现几何变换
- 通过绕X轴和Y轴旋转来对长方体的各个顶点进行操作。每次旋转的角度作为参数输入。
(3)执行消隐算法
- 计算每个表面外法向量,然后将这些值与视图方向相乘以确定可见性属性。
(4)实现投影变换
- 使用正平行投影公式和矩阵来实施XOY平面的平行投影。Z轴为视线的方向。
(5)窗口-视区转换
- 设置合适的窗口大小,确保所有图形都在指定范围内显示;同时注意在进行投影时选择正确的投影面,并将该面上坐标与视口中的x,y对应起来。
(6)绘制最终图像
- 根据可见性属性的设置来决定使用实线还是虚线来描绘长方体的边。
**3. 具体任务**
- 在现有程序Draw3D2中,于视图类内添加绕X轴和Y轴旋转的功能函数void RotateX(int angle) 和 void RotateY(int angle);
- 为视图类增加一个用于计算外法向量的方法HOMOCOORD GetN(HOMOCOORD p1, HOMOCOORD p2, HOMOCOORD p3),返回值是相应的面的外法线方向。
**4. 技术细节**
- 绕X轴旋转变化公式的实现:考虑到此变换不会影响到w坐标,可以使用特定公式进行更新。其他类型的转换类似操作即可完成顶点表中的每个节点数据刷新。
- 计算外法向量的函数中输入参数p1, p2 和 p3代表一个面上连续三个逆时针排列的顶点;通过计算(p2-p1)×(p3-p2),可以得到该面的外法线N。具体地,若设x1=p2.x-p1.x,y1=p2.y-p1.y,z1=p2.z-p1.z; x2=p3.x-p2.x, y2=p3.y-p2.y, z2 = p3.z -p2.z,则可以通过行列式运算求出外法向量。