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計算機圖形學01——座標系

在構造和顯示一個場景的過程中會使用幾個不同的笛卡兒參照系。

首先在各自的座標系統中構造每一個物件的形狀 比如 一個人 這個稱作區域性座標

一旦生成單個物體的形狀 我們就要將物件放入到世界的座標系中 這一步涉及從單獨的建模座標系到世界座標系的指定位置和方向的變化。

那我們螢幕顯示的東西 是經過一個過程 叫觀察流水線

就是把世界座標系位置首先轉換到我們要對場景進行觀察的攝像機   對應的觀察座標系 在經過投影座標

然後將物件位置變換到場景的一個二維投影 這個也就是對應的螢幕上看到的結果

然後將該場景存入規範化座標系(為了便於圖形處理,引入一個與裝置無關的座標系) 然後在識別可見面並清除顯示之後的圖形部分

最後圖形經掃描轉換到光柵系統中進行顯示  螢幕座標系

世界座標系 座標系統主要用於計算機圖形場景中的所有圖形物件的空間定位和定義

區域性座標系  獨立於世界座標系來定義物體幾何特性

觀察座標系 觀察座標系通常是以視點的位置為原點,通過使用者指定的一個向上的觀察向量來定義整個座標系統,觀察座標系主要用於從觀察者的角度對整個世界座標系內的物件進行重新定位和描述,從而簡化幾何物體在投影面的成像的數學推導和計算

投影座標系 物體從世界座標描述轉換到觀察座標後,可將三維物體投影到二維表面上,即投影到虛擬攝像機的膠片上,這個過程就是投影變換。以膠片中心為參考原點的空間座標系稱為投影座標系,物體在投影座標系中的座標稱為投影座標。

裝置座標系 是圖形裝置上採用的與具體裝置相關的座標系。裝置座標系一般採用整數座標,其座標範圍由具體裝置的解析度決定。裝置座標系上的一個點一般對應圖形裝置上的一個畫素。由於具體裝置的限制,裝置座標系的座標範圍一般是有限的。

規格化裝置座標系 是為了避免裝置相關性而定義的一種虛擬的裝置座標系。規格化座標系的座標範圍一般從0到1,也有的是從-1到+1。採用規格化裝置座標系的好處是遮蔽了具體裝置的解析度,使得圖形處理能夠儘量避開對具體裝置座標的考慮。實際圖形處理時,先將世界座標轉換成對應的規格化裝置座標,然後再將規格化裝置座標對映到具體的裝置座標上去。

螢幕座標系統 也稱裝置座標系統,它主要用於某一特殊的計算機圖形顯示裝置(如光柵顯示器)的表面的點的定義,在多數情況下,對於每一個具體的顯示裝置,都有一個單獨的座標系統,在定義了成像視窗的情況下,可進一步在螢幕座標系統中定義稱為檢視區(view port)的有界區域,檢視區中的成像即為實際所觀察到的。

看看圖片比較清楚

順序是按照從左到右的順序: