计算机图形学教案2
图案和背景色可以使用布尔操作进行组合,或者 简单地使用图案颜色替代背景色。
3.4 字符属性
显示的字符外观由字体、大小、颜色和方向这 些属性控制。
3.4.1 文本属性
字体: Times New Roman、宋体、、仿宋等。 附加风格:下划线风格(实线( )、点
线( )、双线( ))、黑体、斜体、 轮廓或影线风格。
分辨率提高一倍,阶梯状程度减小一倍
采用软件实现的方法,即:将低分辨率的 图形像素划分为许多子像素,在较高分辨率上 对各子像素的颜色值或灰度值进行计算,然后 采用某种平均算法,将原像素内的各子像素的 颜色值或灰度值的平均值作为该像素显示的颜 色值或灰度值,在较低分辨率的光栅图形设备 上进行显示。
3.5.2 简单的区域取样
矩阵表示法:
x' y'
x y
tx ty
练习
有个三角形的三个顶点的坐标分别 为(1,1),(2,4),(5, 2),现沿x轴方向平移3个单位,沿y轴 方向平移4个单位后的各坐标点的新坐 标.
4.2.2缩放(比例)
缩放(比例)变换改变对象的尺寸。缩放(比 例)变换是使图形按在x和y坐标轴方向分别按 比例因子Sx和Sy放大或缩小的变换。
3.3 区域填充属性
3.3.1 填充模式
区域显示有三种基本填充模式:具有颜色边界的空 心区域、使用纯色填充的实心区域、使用指定图案 或设计填充的区域。
空心区域通过仅显示边界轮廓并保持其内部颜 色与背景色相同而实现。
实心区域以单一颜色对区域内部进行填充,也 可以包含其边界。
3.3.2 图案填充
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第四章 二维几何变换
图形变换一般是指将物体的几何信息经过放大、缩小、 平移和旋转等几何变换后产生新的图形。
它总是与相关的坐标系紧密相连的。从相对运动的观 点来看,图形变换既可以看作是图形相对于坐标系的变动, 即:坐标系固定不动,物体的图形在坐标系中的坐标值发 生变化;也可以看作是图形不动,但是坐标系相对于图形 发生了变动,从而使得物体在新的坐标系下具有新的坐标 值。
当在一个多灰度级的显示器上显示一条黑线,若 一个象素落在线条上,则将它置成黑色;若一个 象素与线条部分相交,根据相交部分的大小来选 择不同的灰度。相交部分大的象素更黑一些,相 交部分小的象素更白一些,这种方法将产生模糊 的边界,以此来减轻锯齿效应。
重叠区域面积的计算。
精确起点,则可以得到图中的D的值,利用D和直线 斜率k可以得到重叠区域的面积为:
光栅图形的走样有如下几种:
a) 产生阶梯或锯齿形; b) 细节或纹理绘制失真; c) 狭小图形遗失; d) 实时动画忽隐忽现、闪烁跳跃。
b) 细节或纹理绘制失真 造成走样的原因是由于采样频率太低造成的
欠采样。根据采样定理,为了避免走样,采样频 率至少应是信号最高频率的2倍。
c) 狭小图形遗失
运动图形闪烁
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光栅图形的反走样方法主要有两类: 第一类是超采样或称后置滤波。这类算法的基
本思想着眼于提高分辨率即增加采样点。 第二类方法称为前置滤波。即:把像素作为一
个有限区域而不是一个面积为零的点来处理, 从而对区域采样。
3.5.1 提高分辨率
其基本思想在于提高分辨率即增加采样点,虽然 采用高分辨率的光栅图形显示器也是一个选择, 但它受到客观条件的限制,而且也不经济。
...
a2n
... ... ... ...
a m1
am2
...
a
mn
矩阵的加法、乘、逆、转置
4.2 基本变换
4.2.1 平移
平移变换是将图形对象沿直线路径从一个坐标 位置(x, y)移到另一个坐标位置(x′,y′)的 重定位。
它只改变物体的位置,不改变物体的大小和形 状。
平移变换的公式为:
练习
有个三角形的三个顶点的坐标分别 为(1,1),(2,4),(5, 2),现沿x轴方向放大3倍,沿y轴方向 放大1/2倍后的各坐标点的新坐标.
4.2.3旋转
旋转变换不改变物体的形状和大小,它是一种刚 性变换。旋转指的是将对象沿xy平面内的圆弧路 径重新定位。
为了实现旋转,需要指定旋转角θ和对象旋转 的旋转基准点位置。设P点的坐标为(x,y),使 P点绕坐标原点逆时针旋转θ角(θ>0)到达P′点。 旋转角θ的正值定义为绕基点逆时针旋转,负值则 以顺时针方向旋转对象。
对于小于像素尺寸 的图形对象,一方面, 如果它未能覆盖像素中 用于计算其属性的像素 中点,则这个对象将不 会显示出来;另一方面, 如果它覆盖了像素中用 于计算其属性的那一点, 它将不恰当地代表整个 像素的属性。
d) 实时动画忽隐忽现、闪烁跳跃
下图是一个小卡通动画序列中的三幅画。如果 像素的属性由其中心决定,则在第一帧中,这个小 卡通人是不可见的,在第二帧小卡通人可见,但第 三帧又不可见。这样,小卡通人给人的感觉不是在 缓慢地连续前进,而是一明一暗地在闪烁。
计算公式为: x′=x·Sx y′=y·Sy
矩阵的形式
(1)当Sx= Sy=1时,为恒等比例变换,即图形不变; (大2);当Sx= Sy>1时,图形沿两个坐标轴方向等比例放 (小3);当Sx= Sy<1时,图形沿两个坐标轴方向等比例缩 (例4变)当换S。x≠ Sy时,图形沿两个坐标轴方向作均匀的比
3.4.2 标记属性
标记符号是一种单一字符,它以不同的颜色和不 同的大小进行显示。标记类型的类型码是1到5的 整数,分别指定点(.)、垂直交叉(+)、星号 (*)和对角交叉(×)。
3.5 光栅图形反走样
Bresenham直线算法生成的直线图形一般都呈 阶梯状(见下图),实际上,这是光栅图形的一 种走样现象。这种走样现象是由于采用离散量表 示连续量引起的。通常,我们把由离散量表示连 续量引起的失真称为走样;把减少或克服走样效 果的技术称为反走样技术,简称反走样。
通常图形变换只改变物体的几何形状和大小,但是不 改变其拓扑结构。
4.1 图形变换基础
4.1.1 矢量运算
两矢量和的和、点积、长度、叉积。
两个矢量分别为: (x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)
4.1.2 矩阵计算
m行n列矩阵A,m╳n矩阵:
a11 a12 ... a1n
A
a
21
a 22