OpenGL教程：第6章 3D图形基础

"香港大学的OpenGL课件英文版第六章，主要涵盖了3D图形相关的知识点，包括3D坐标、线方程、隐式和参数方程、平面方程和法线、使用线框模型构建3D对象、使用多边形模型构建3D对象、背面剔除以及深度缓冲算法。" 在这一章节中，首先介绍了3D坐标系统，这是一个右手法则的3D笛卡尔坐标系。右手定则指的是当你右手的拇指指向Z轴方向时，食指指向X轴，中指则指向Y轴。一个3D坐标系中的顶点由三个分量表示，通常写作(x, y, z)。 接着，讲解了两点确定一条直线的原理。线上的任意一点P可以通过参数形式表示为P = P1 + t(P2 - P1)，其中t是参数，P1和P2是线上的两个已知点，P2 - P1是向量，从P1指向P2。当t=0时，P等于P1；当t=1时，P等于P2。这个表达式可以描述通过两个点的直线。 然后，提到了直线的方程式，如果给定两个点（1,1,-1）和（0,0.5,1），可以通过它们的坐标来确定直线的方程。这可以通过计算两点之间的向量并使用向量公式得出。 此外，课件还涉及了隐式和参数方程，这对于理解3D图形中的曲线和曲面至关重要。平面方程和法线的概念也在此讲解，这对于描述和操作3D空间中的平面非常重要。 在3D建模部分，讨论了如何使用线框模型和多边形模型来构建3D对象。线框模型是通过连接各个顶点形成线段来呈现对象的轮廓，而多边形模型则是通过一系列多边形（如三角形或四边形）来填充和构造3D形状。 背面剔除是3D渲染中的一个重要步骤，它用于消除观察者看不到的物体背面，以提高渲染效率和视觉效果。深度缓冲算法，也称为Z缓冲，是另一种关键技术，用于解决在同一像素位置上多个对象重叠时的绘制问题，确保近的物体覆盖远的物体，从而产生正确的深度感知。 这个章节深入探讨了3D图形的基础理论和实现方法，是学习OpenGL或者3D图形编程的重要内容。通过这些概念，可以理解并创建复杂的3D场景和交互式应用。