计算机图形学第七章图形绘制管线.ppt

该【计算机图形学第七章图形绘制管线 】是由【小落意】上传分享，文档一共【26】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【计算机图形学第七章图形绘制管线 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。,开发者能够对该阶段进行完全的控制,可以通过改变实现方式来改进实际性能。这一阶段要完成诸如建模、碰撞检测、加速算法、动画、力反馈、人机交互,以及一些不在其它阶段执行的计算。在应用程序阶段末端,将需要绘制的几何体输入到绘制管线的下一阶段。这些几何体都是绘制图元(如点、线、三角形等),最终需要在输出设备上显示出来。这就是应用程序阶段最重要的任务。对于其它阶段,由于其全部或部分是建立在硬件基础之上,因此要改变实现过程是比较困难的。但应用程序阶段可以改变几何和光栅阶段所消耗的时间,例如可以设法减少传递给几何阶段的三角片数量。由于应用程序阶段是基于软件方式实现的,因此不能像几何和光栅阶段那样分成若干个子阶段。但是为了提高性能,可以使用并行处理器进行加速。,执行的是计算量非常高的任务,可以将这个阶段进一步划分为几个功能阶段。:每个物体(模型)可以有自己的坐标系,这个坐标系称为模型坐标。它是在建模时确定的。世界坐标系:为了确定物体在场景中的比例、位置和朝向,需要为场景中的物体建立一个公共的坐标系,这个坐标系称为世界坐标系。视点坐标系:固定在观察者的双眼正中,X轴的方向向右、Y轴的方向向上、Z轴的负方向与视线同向。又称为相机坐标系。规范化坐标系:(左手系)x∈[-1,1],y∈[-1,1],z∈[-1,1]。窗口坐标系:(左手系)x∈[0,winx-1],y∈[0,winy-1],z∈[0,1]其中:winx、winy分别为窗口的宽和高。齐次坐标:齐次坐标(HomogeneousCoordinate)是比普通坐标高一维的坐标,与普通坐标可以相互转换:从普通坐标转换为齐次坐标:(x,y,z)→(x,y,z,1)从齐次坐标转换为普通坐标:??(x,y,z,w)→(x/w,y/w,z/w)引入齐次坐标后带来了诸多便利,主要有:可以区分坐标和方向:(x,y,z,1):坐标(x,y,z,0):方向规范化的坐标变换:OpenGL中的所有变换都可以用4×4矩阵乘法表示,例如:平移和***投影。这是普通坐标所做不到的。,模型通常需要变换到若干不同的空间(坐标系统)中。(1)模型变换每个模型可以和一个模型变换相联系,这样就可以对它进行定位和定向。同一个模型还可以和几种不同的模型变换联系在一起。就是同一个模型有多个副本,在场景中具有不同的位置、方向和大小,而不需要对基本几何体进行复制。起初,模型处于自身所在的模型空间中,可以认为它根本没有进行任何变换。模型变换的对象是模型的顶点和法线。所有模型经过模型变换从自己的模型坐标系变换到公共的世界坐标系中。实际的绘制只对相机(或视点)可以看到的模型进行。为了便于投影和裁减,需要将原来在世界坐标系中表示的物体变换到相机坐标系中,这是通过视点变换来实现的。(2)视点变换(3)变换的实现方式所有的模型变换和视点变换都用4×4的矩阵来实现。处于效率方面的考虑,可以在进行模型变换之前,将所有的变换矩阵(包括视点和模型变换)级联起来,彼此相乘,形成单一矩阵。在这种情况下,模型直接变换到了相机坐标系(或视点坐标系)。(4)常用变换绕x轴旋转θ角绕y轴旋转θ角绕z轴旋转θ角②平移:①旋转:平移量为Δx,Δy,Δz***投影:***投影的视景体是一个四棱台,即一个以矩形为底面的被截金字塔。棱台的小顶面靠近视点,棱台的大底面远离视点。其变换矩阵为: