计算机图形学第4讲图形裁剪ppt课件.ppt

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1、第6讲图形裁剪算法图形裁剪计算机内部存储的图形数据量往往比较大，而屏幕显示的只是图的局部部分。因此需要确定图形中哪些部分落在显示区之内，哪些落在显示区之外，以便只显示落在显示区内的那部分图形窗口：矩形2图形裁剪的策略先变换后裁剪将图形经过扫描转换后变成像素的集合，然后对图形中的每一个像素进行裁剪先裁剪后变换将原始图形进行裁剪，保留窗口内的可见部分，舍弃窗口外的不可见部分。然后对窗口内保留的这部分图形进行扫描转换先裁剪后变换！可以省去许多不必要的扫描转换的工作3图形裁剪的处理步骤图形裁剪的目的：判断图形元素

2、是否在所考虑的区域内如在区域内，则进一步求出区域内的那一部分处理步骤：点在区域内外的判断计算图形元素与区域边界的交点4点的裁剪对于一点P(x,y)，要判断其是否可见xmin≤x≤xmaxandymin≤y≤ymax满足上述不等式组的点则在窗口范围内，则保留；反之，该点落在窗口外，应裁剪xminymaxyminxmax5直线的裁剪对于矩形窗口任何直线至多只有一段处于该窗口之内即在此窗口范围内永远不会产生一条直线的两条或更多的可见部分线段基本思想：判断直线与窗口的位置关系，确定该直线是完全可见、部分可见或完全

3、不可见输出处于窗口内线段的端点，并显示此线段6直线的裁剪整条线在窗口之内不需剪裁，显示整条线段整条线在窗口之外不需剪裁，不显示整条线段部分线在窗口之内求出线段与窗口边界的交点将窗口外的线段部分剪裁掉显示窗口内的部分7直线裁剪的效率策略快速排除完全在窗口内完全在窗口外的直线若是部分在窗口内的情况减少直线与窗口边界的求交次数和每次的求交计算量8直线裁剪算法Cohen-Sutherland裁剪算法中点分割算法梁友栋-Barsky裁剪算法9基本思想：对于每条待裁剪的线段P1P2分三种情况处理若P1P2完全在窗口内

4、，则显示该线段若P1P2完全在窗口外，则丢弃该线段若线段不满足上述条件则求线段与窗口边界的交点，在交点处把线段分为两段其中一段完全在窗口外，可舍弃之，然后对另一段重复上述处理Cohen-Sutherland裁剪算法10Cohen-Sutherland裁剪算法如何快速排除完全在窗口内完全在窗口外的直线编码9个区域4位编码CtCbCrCl按位运算100110101000000000010100011000100101ymaxyminxmaxxmin11延长窗口的四条边线(ymin,ymax,xmin,xma

5、x)，将二维平面分成九个区域,区域赋予4位编码CtCbCrCl第一位为1：端点处于上边界的上方第二位为1：端点处于下边界的下方第三位为1：端点处于右边界的右方第四位为1：端点处于左边界的左方否则，相应位为0Cohen-Sutherland裁剪算法12Cohen-Sutherland裁剪算法对线段的每个顶点，根据其所在区域赋予此编码if(x

6、=0x0001;…一个在窗口内的顶点编码为000010011010100000000001010001100010010113Cohen-Sutherland

7、裁剪算法先排除简单情形：若某线段两个端点的四位二进制编码全为0000线段位于窗口内，显示之若对两端点的四位二进制编码进行逻辑与运算（&）结果不为0线段位于窗口外，直接舍弃再裁剪递归执行10011010100000000001010001100010010114Cohen-Sutherland裁剪算法裁剪：若线段既不能直接保留，也不能直接舍弃它可能与窗口相交对线段进行再分割，并找到与窗口边线的一个交点，根据交点位置，赋予4位二进制编码，对分割后的线段舍弃一定在窗口外部分另一部分做进一步检查100110101

8、00000000001010001100010010115例：如图，裁剪AB、CD、EF直线段。解：根据编码算法，各直线段的端点四位二进制编码如下：A:0000B:0000A,B编码全为0，AB直接保留C:0010D:0110C,D编码进行逻辑与运算，结果非0，CD直线段直接舍弃E:0001F:0000E,F编码进行逻辑与运算，结果为0，此时应求EF与窗口边界的交点ABCDEFCohen-Sutherland裁剪算法16Cohen-Sutherland裁剪算法求交将两个端点的编码CtCbCrCl进行逻辑或

9、操作，根据其结果中1的位置来确定可能相交的窗口边求交按照固定的顺序来进行（左右下上或上下右左）一条线段与窗口最多求交4次A(1010)B(0101)DCEF17Cohen-Sutherland裁剪算法特点：简单，易实现依次裁剪在窗口外部分，直到直线完全处于窗口内快速判断线段的完全可见和显然不可见巧妙的编码方法18中点分割算法类似于Cohen-Sutherland算法将直线的两端点P1、P2编码得：C1、C2；根据C1和C2的具