›
›

Giáo trình Đồ họa máy tính - Bài: Hiển thị đối tượng hai chiều - Dương Anh Đức, Lê Đình Huy

Download
ÑOÀ HOÏA MAÙY TÍNH  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu  
å á ï  
à
Moät soá khaùi nieäm  
ä á  
ù
ä
· Cöûa soå (window) laø moät vuøng ñöôïc choïn ñeå hieån thò  
trong heä toïa ñoä theá giôùi thöïc.  
· Vuøng quan saùt (viewport) laø vuøng ñöôïc choïn treân  
thieát bò hieån thò ñeå caùc ñoái töôïng ôû trong cöûa soå aùnh  
xaï vaøo.  
· Cöûa soå xaùc ñònh caùi gì ñöôïc thaáy treân thieát bò hieån  
thò, coøn vuøng quan saùt xaùc ñònh nôi naøo noù seõ ñöôïc  
hieån thò.  
· Quaù trình aùnh xaï moät vuøng ñònh nghóa trong heä toïa  
ñoä theá giôùi thöïc vaøo moät vuøng trong heä toïa ñoä thieát  
bò ñöôïc goïi laø pheùp bieán ñoåi heä quan saùt (viewing  
transformation).  
Window  
Viewport  
ywmax  
yvmax  
yvmin  
ywmin  
xwmin  
xwmax  
xvmin  
xvmax  
Döông Anh Ñöùc, Leâ Ñình Duy  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu 1/7  
ÑOÀ HOÏA MAÙY TÍNH  
Qui trình hieån thò ñoái töôïng hai chieàu  
å
á
ï
à
· Tröôùc tieân, caùc ñoái töôïng seõ ñöôïc moâ taû baèng caùc ñoái  
töôïng ñoà hoïa cô sôû vaø caùc thuoäc tính cuûa chuùng trong  
töøng heä toïa ñoä cuïc boä (modeling coordinates - MC)  
nhaèm ñôn giaûn hoùa vaø taän duïng caùc ñaëc tröng rieâng  
cuûa töøng loaïi.  
· Sau ñoù, chuùng ta seõ duøng caùc pheùp bieán ñoåi heä toïa ñoä  
ñeå chuyeån caùc moâ taû töø caùc heä toïa ñoä cuïc boä naøy  
sang moät heä toïa ñoä theá giôùi thöïc (world coordinates -  
WC) duy nhaát chöùa toaøn boä caùc ñoái töôïng thaønh  
phaàn. Pheùp chuyeån ñoåi naøy ñöôïc goïi laø pheùp chuyeån  
ñoåi moâ hình (modeling coordinates transformation).  
· Tieáp theo, chuùng ta seõ ñònh moät heä toïa ñoä quan saùt  
(viewing coordinates - VC), laø heä toïa ñoä moâ taû vò trí  
cuûa ngöôøi quan saùt ñoái töôïng. Nhôø vieäc söû duïng heä  
toïa ñoä naøy maø cuøng moät moâ taû, caùc ñoái töôïng coù theå  
ñöôïc quan saùt ôû nhieàu goùc ñoä vaø vò trí khaùc nhau.  
· Sau khi chuyeån caùc moâ taû ñoái töôïng töø heä toïa ñoä theá  
giôùi thöïc sang heä toïa ñoä quan saùt, chuùng ta seõ ñònh  
nghóa cöûa soå trong heä toïa ñoä naøy, ñoàng thôøi ñònh  
nghóa vuøng quan saùt trong heä toïa ñoä thieát bò chuaån  
(normalized device coordinates - NDC) coù toïa ñoä caùc  
chieàu thay ñoåi trong khoaûng töø 0 ñeán 1.  
· Sau khi thöïc hieän pheùp aùnh xaï töø cöûa soå sang vuøng  
quan saùt, taát caû caùc phaàn cuûa ñoái töôïng naèm ngoaøi  
vuøng quan saùt seõ bò xeùn (clip) vaø toaøn boä nhöõng gì  
naèm trong vuøng quan saùt seõ ñöôïc aùnh xaï sang heä toïa  
ñoä thieát bò (device coordinates - DC).  
Döông Anh Ñöùc, Leâ Ñình Duy  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu 2/7  
ÑOÀ HOÏA MAÙY TÍNH  
· Vieäc ñöa ra heä toïa ñoä thieát bò chuaån nhaèm giuùp cho  
vieäc töông thích deã daøng vôùi nhieàu loaïi thieát bò hieån  
thò khaùc nhau.  
· Baèng caùch thay ñoåi vò trí cuûa vuøng quan saùt chuùng ta  
coù theå quan saùt caùc ñoái töôïng taïi caùc vò trí khaùc nhau  
treân maøn hình hieån thò, ñoàng thôøi, baèng caùch thay  
ñoåi kích thöôùc cuûa vuøng quan saùt, chuùng ta coù theå  
thay ñoåi kích thöôùc vaø tính caân xöùng cuûa caùc ñoái  
töôïng ñöôïc hieån thò.  
· Chuùng ta coù theå thöïc hieän caùc hieäu öùng thu phoùng  
baèng caùch aùnh xaï caùc cöûa soå coù kích thöôùc khaùc nhau  
vaøo vuøng quan saùt coù kích thöôùc coá ñònh. Khi caùc  
cöûa soå ñöôïc thu nhoû, phaàn naèm trong cöûa soå seõ ñöôïc  
phoùng to giuùp chuùng ta deã daøng quan saùt caùc chi tieát  
maø khoâng theå thaáy ñöôïc trong caùc cöûa soå lôùn hôn.  
Chuyeån ñoåi töø heä  
toïa ñoä cuïc boä  
sang heä toïa ñoä  
theá giôùi thöïc  
Chuyeån ñoåi töø heä  
toïa ñoä theá giôùi thöïc  
sang heä toïa ñoä  
quan saùt  
AÙnh xaï töø heä toïa  
ñoä thieát bò  
chuaån sangheä  
toïa ñoä thieát bò  
Chuyeån ñoåi töø heä toïa  
ñoä quan saùt sang heä  
toïa ñoä thieát bò chuaån  
MC  
WC  
VC  
NDC  
DC  
Döông Anh Ñöùc, Leâ Ñình Duy  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu 3/7  
ÑOÀ HOÏA MAÙY TÍNH  
Heä toïa ñoä quan saùt  
ä ï  
ä
ù
· Heä toïa ñoä quan saùt :  
P0 x0, y0  
( )  
trong heä toïa ñoä theá giôùi thöïc laøm  
¨ Choïn ñieåm  
goác toïa ñoä.  
¨ Vector V moâ taû höôùng quan saùt ñeå ñònh höôùng cho truïc  
y
tung  
vector.  
v cuûa heä toïa ñoä. Vector V ñöôïc goïi laø view-up  
· Töø V chuùng ta coù theå tính ñöôïc caùc vector ñôn vò  
(
)
u = ux ,uy  
v =  
(
vx ,vy  
)
vaø  
töông öùng cho caùc truïc tung  
xv  
yv  
vaø truïc hoaønh  
cuûa heä toïa ñoä. Caùc vector ñôn vò  
naøy seõ ñöôïc duøng ñeå taïo thaønh hai doøng ñaàu tieân cuûa  
xv y  
MR  
ma traän quay  
ñeå ñöa caùc truïc  
w cuûa heä truïc toïa ñoä theá giôùi thöïc.  
v truøng vôùi  
xw y  
caùc truïc  
· Ma traän cuûa pheùp chuyeån moät ñieåm trong heä toïa ñoä  
theá giôùi thöïc sang heä toïa ñoä quan saùt :  
MWC,VC = MT M  
R , vôùi MT laø pheùp tònh tieán goác toïa ñoä  
heä quan saùt veà goác toïa ñoä heä toïa ñoä theá giôùi thöïc.  
yworld  
yworld  
yview  
y0  
T
xview  
x0  
xworld  
xworld  
R
(a)  
(b)  
Döông Anh Ñöùc, Leâ Ñình Duy  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu 4/7  
ÑOÀ HOÏA MAÙY TÍNH  
Heä toïa ñoä thieát bò chuaån  
ä ï  
ä
á
å
· Do caùch ñònh nghóa cuûa caùc heä toïa ñoä thieát bò khaùc  
nhau neân moät hình aûnh hieån thò ñöôïc treân thieát bò  
naøy chöa chaéc hieån thò chính xaùc treân thieát bò kia.  
Chính vì vaäy caàn phaûi xaây döïng heä toïa ñoä thieát bò  
chuaån ñaïi dieän chung cho caùc thieát bò ñeå coù theå moâ  
taû caùc hình aûnh cuûa theá giôùi thöïc maø khoâng phuï  
thuoäc vaøo baát cöù thieát bò naøo.  
· Trong heä toïa ñoä naøy, caùc toïa ñoä x, y seõ ñöôïc gaùn caùc  
giaù trò trong khoaûng töø 0 ñeán 1. Nhö vaäy, vuøng  
khoâng gian cuûa heä toïa ñoä thieát bò chuaån chính laø  
hình vuoâng ñôn vò coù goùc traùi döôùi laø (0,0) vaø goùc  
phaûi treân (1,1).  
y
(1,1)  
1
1
x
Döông Anh Ñöùc, Leâ Ñình Duy  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu 5/7  
ÑOÀ HOÏA MAÙY TÍNH  
Chuyeån ñoåi töø cöûa soå sang vuøng quan saùt  
å ø û  
å
å
ø
ù
· Pheùp chuyeån ñoåi töø cöûa soå sang vuøng quan saùt bao  
goàm 3 pheùp bieán ñoåi :  
¨ Pheùp tònh tieán ñeå dòch chuyeån goùc traùi döôùi veà goác toïa ñoä  
(hình a)  
¨ Pheùp bieán ñoåi tæ leä ñeå chænh kích thöôùc cuûa cöûa soå veà  
cuøng kích thöôùc cuûa vuøng quan saùt (hình b, hình c)  
¨ Pheùp tònh tieán dòch chuyeån veà goùc traùi döôùi cuûa vuøng  
quan saùt (hình d).  
y
y
v
v
(xmax,ymax  
)
(umax,vmax)  
(xmin,ymin  
)
(umin,vmin)  
x
x
u
u
(a)  
(b)  
(c)  
(d)  
· Ta coù ma traän cuûa pheùp bieán ñoåi :  
æ
ö
umax - umin vmax - vmin  
xmax - xmin ymax - ymin  
ç
S ç  
è
÷
MWV = MTW  
(- xmin ,- ymin  
)M  
,
MTV (umin ,vmin )  
÷
ø
æ
ç
ö
÷
umax - umin  
xmax - xmin  
0
0
0
1
ç
ç
÷
÷
÷
÷
÷
vmax - vmin  
ymax - ymin  
vmax - vmin  
=
0
ç
ç
ç
umax - umin  
xmax - xmin  
- xmin  
+ umin - ymin  
+ vmin  
ç
è
÷
ø
ymax - ymin  
Döông Anh Ñöùc, Leâ Ñình Duy  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu 6/7  
ÑOÀ HOÏA MAÙY TÍNH  
P
(
x, y
)  
laø ñieåm trong cöûa soå thì noù seõ coù  
· Nhö vaäy neáu  
toïa  
sx  
ñoä  
x - xmin  
trong  
+ umin ,sy  
vuøng  
quan  
)
saùt  
laø:  
(
(
)
(
y - ymin  
)
+ vmin  
umax - umin  
xmax - xmin  
vmax - vmin  
ymax - ymin  
sx =  
sy =  
vôùi  
,
.
sx,sy  
·
laø caùc heä soá tæ leä cuûa caùc kích thöôùc cuûa cöûa soå  
sx = sy = 1  
vaø vuøng quan saùt. Khi  
, caùc ñoái töôïng qua  
pheùp chuyeån ñoåi seõ ñöôïc giöõ nguyeân hình daùng vaø  
tính caân xöùng.  
Döông Anh Ñöùc, Leâ Ñình Duy  
Hieån thò ñoái töôïng hai chieàu 7/7  
pdf 7 trang baolam 09/05/2022 4360
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Đồ họa máy tính - Bài: Hiển thị đối tượng hai chiều - Dương Anh Đức, Lê Đình Huy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdftai_lieu_hien_thi_doi_tuong_hai_chieu_duong_anh_duc.pdf