1、 图形学课程设计图形学课程设计 课程设计名称课程设计名称：各种二维图形裁剪技术研究 姓名姓名： 学号学号： 学院学院：基础学院 班级班级：信息与计算科学 2010-1 指导老师指导老师： 小组成员小组成员： - 1 - 目录目录 1、摘要 2 2、二维图形裁剪2 2.1 裁剪的原理 2 2.2 裁剪的分类3 2.2.1.线段的裁剪3 2.2.2 多边形的裁剪5 2.2.3.圆和曲线的裁剪6 3、算法 6 3.1 裁剪算法7 3.2 裁剪圆算法9 3.3 裁剪窗口是圆算法 11 4、 心得体会12 5、 参考文献12 6、功能实现效果的图片展示13 - 2 - 1、摘要摘要 近几十年来，计算机图
2、形学有了引人瞩目的发展，它已广泛 应用于计算机辅助设计、电视广告、动画和仿真等许多领域并发 挥着重要作用。可以说计算机图形学已经发展成为一门成熟的学 科。在各种实践应用中，计算机图形学的许多基础算法发挥着不 可替代的重要作用，因此不断提高和完善图形学的基础算法至关 重要。 计算机图形学是研究在计算机中如何构造图形，并把图形的 描述数据(数学模型)通过指定的算法转化为图形显示的学科。目 前，计算机图形学的主要研究对象包括：点、线、面二维图 形学：体三维图形学以及场等的数学构造方法与其图形显示 以及它们的变化情况。 2、二维图形裁剪二维图形裁剪 在使用计算机处理图形信息时，计算机内部存储的图形往往
3、 比较大，而屏幕显示的只是图的一部分。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。 从数据集合中抽取所需信息即识别指定区域内或区域外的图 形部分的过程称为裁剪算法，简称裁剪。它是计算机图形学中许 多重要问题的基础。裁剪典型的用途是确定场景或画面中位于给 定区域之内的部分。这一区域称为裁剪窗口。 最简单的裁剪方法是把各种图形扫描转换为点之后，再判断 各点是否在窗口内。但那样太费时，一般不可取。这是因为有些 图形组成部分全部在窗口外， 可以完全排除， 不必进行扫描转换。 所以，一般采用先裁剪再扫描转换的方法。 裁剪的应用包括：从定义的场景中
4、抽取出用于观察的部分； 在三维视图中标识出可见面：防止线段或对象的边界混淆；使用 实体造型来创建对象；显示多窗口的环境；允许选择图形一部分 进行复制、移动或删除等绘图操作。对于不同的应用，裁剪窗口 可以是多边形或包含有曲线边界。 2.1 裁剪的原理裁剪的原理 裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在窗口 区域之内，如果是，则进一步求出位于窗口内的部分。裁剪处理 包括两个方面：判断图形元素是否在窗口内以及求图形元素与窗 口的交。 一般把窗口定义为矩形，由上、下、左、右四条边围成，即： (xL，yB)，(xR，yT)。裁剪的实质就是决定图形中哪些点、线段、 - 3 - 文字以及多边形在窗口之
5、内。 对于点(x，y)，只要判断两对不等式： xLxxR，yByyT 若四个不等式均成立。则点在矩形窗口之内；否则，点在矩 形窗口之外。 2.2 裁剪的裁剪的分类分类 裁剪算法大致包括对以下图形的裁剪： 线段的裁剪(线段) 区域的裁剪(多边形) 区域的裁剪(圆和曲线) 2.2.1 线段的线段的裁剪裁剪 线段与窗口的关系有如下三种： （1）线段在窗口内，线段不需剪裁，完全可见； （2）线段在窗口外，即线段不需剪裁，完全不可见； （3）线段部分在窗口内，部分在窗口外，即需要求出线段与 窗框的交点，并将窗口外的线段部分剪裁掉，只可见窗口内的直 线部分。 线段的裁剪算法就是要找出位于窗口内部的起始点和终止点 的坐标。因矢量裁剪法对寻找起点和终点坐标的处理方法相同， 下面以求始点坐标为例来说明线段矢量裁剪方法。 在右图中， 窗口的 四条边界把 XOY 平面 分成九个区域， 分别用 到对这九个窗口 编号， 设号区域为相 应的可见窗口区， 窗口 的 左 下 角 点 坐 标 （minX，minY） ，右上 角点坐标为（maxX， maxY） 。 有一条矢量线 段 S，其起、终点的坐 标分别为（Xs，Ys） 和（
