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图解计算机图形学三维变换算法
阅读量:144 次
发布时间:2019-02-26

本文共 2533 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

三维投影变换算法

本文将介绍三维空间中的透视投影变换、正投影变换以及三视图投影变换的实现方法。通过代码示例和详细解释,帮助读者理解如何在Windows环境下使用EasyX库实现三维图形投影。

一、三维透视投影变换算法

透视投影是三维空间中将三维点投影到二维平面上的常用方法。以下是实现透视投影变换的关键代码:

void matrix(float t[][4]) {    float z[N][4], xt0, yt0, ts0;    int i, j, k;    for (i = 0; i < N; i++) {        for (j = 0; j < 4; j++) {            z[i][j] = z[i][j] + p[i][k] * t[k][j];            for (k = 0; k < 4; k++) {                ;            }        }    }    draw(z[0], 300, 200, z[3][3]);    draw(z, 300, 200, z[3][3]);}

代码解释

  • 矩阵变换:通过矩阵运算,将三维坐标转换为二维投影坐标。
  • 绘图函数draw函数根据投影坐标绘制图像,支持多点连线绘制。
  • 实现说明

  • 参数初始化:使用initgraph初始化图形环境,设置字体样式和颜色。
  • 矩阵计算:通过传入的矩阵tx进行三维空间到二维平面的投影变换。
  • 图形绘制:将投影后的点按照指定规则绘制到屏幕上。
  • 二、三视图投影变换算法

    三视图投影(正投影、俯视投影、侧视投影)是工程制图中常用的投影方式。以下是三视图投影的实现代码:

    void matrix(float t[][4]) {    float z[N][4], xt0, yt0, ts0;    int i, j, k;    for (i = 0; i < N; i++) {        for (j = 0; j < 4; j++) {            z[i][j] = z[i][j] + p[i][k] * t[k][j];            for (k = 0; k < 4; k++) {                ;            }        }    }    draw(z[0], 310, 270, 4);    draw(z, 310, 270, 4);}

    代码解释

  • 矩阵变换:同上,用于将三维坐标投影到不同视图平面。
  • 绘图函数draw函数根据投影坐标绘制多点图像,支持不同的视图比例设置。
  • 实现说明

  • 视图比例:通过ts0参数设置不同视图的比例因子,确保图像在各个视图中呈现合理的比例。
  • 图形绘制:根据投影后的点坐标,按照指定规则绘制出三视图图像。
  • 三、三维正轴测投影变换算法

    正轴测投影是一种特殊的投影方式,通常用于测量和建模中。以下是正轴测投影的实现代码:

    void matrix(float t[][4]) {    float z[N][4], xt0, yt0, ts0;    int i, j, k;    for (i = 0; i < N; i++) {        for (j = 0; j < 4; j++) {            z[i][j] = z[i][j] + p[i][k] * t[k][j];            for (k = 0; k < 4; k++) {                ;            }        }    }    draw(z[0], 300, 200, 4);    draw(z, 300, 200, 4);}

    代码解释

  • 矩阵变换:同上,用于将三维坐标投影到正轴测投影平面。
  • 绘图函数draw函数根据投影坐标绘制正轴测投影图像。
  • 实现说明

  • 投影参数:通过betacita参数设置投影角度,确保投影结果符合正轴测的要求。
  • 图形绘制:按照投影后的点坐标,绘制出准确的正轴测投影图像。
  • 四 相关编程问题

    1 二维数组做函数参数

    在上述程序中,函数matrix接受一个二维数组作为参数。以下是一个简单的示例:

    #include 
    void print_array(int *array, int len) { int i = 0; for (; i < len; i++) { printf("%d ", array[i]); } putchar('\n');}void func(int array[3][10]) { print_array(array[0], 10); print_array(array[1], 10); print_array(array[2], 10); print_array(array[3], 10); print_array(array[4], 10);}int main() { int array[5][10] = { {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, {10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19}, {20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29}, {30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39}, {40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49} }; func(array); return 0;}

    2 EasyX库对TC函数的改进

    EasyX库对TC函数的改进主要体现在以下几个方面:

    settextstyle(16, 0, _T("宋体"));

    其他改进可参考EasyX帮助手册

    通过这些改进,EasyX库的使用更加灵活,适合不同场景下的图形绘制需求。

    转载地址:http://wkfy.baihongyu.com/

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