图形学三维视图基础知识

图形学三维视图 图形学三维视图是指在计算机屏幕上显示三维物体的技术。它是计算机图形学的重要组成部分，涉及到矩阵的视角变换、投影变换、光照明模型等技术。 1. 在二维屏幕上如何显示三维物体？ 在显示三维物体时，需要解决两个问题：一是如何将三维物体投影到二维屏幕上，二是如何反映遮挡关系。解决方法是使用投影技术，将三维物体投影到二维屏幕上，并使用遮挡关系来确定物体的可见性。 2. 如何反映遮挡关系？ 遮挡关系是指物体之间或物体的不同部分之间的相互遮挡关系。解决方法是使用消除隐藏面与隐藏线技术，确定物体的可见性。 3. 如何产生真实感图形？ 真实感图形是指具有逼真的视觉效果的图形。产生真实感图形需要考虑两个方面：一是空间位置关系，二是光线传播引起的物体表面颜色的自然分布。解决方法是建立光照明模型、开发真实感图形绘制方法。 投影变换是将三维物体投影到二维屏幕上的技术。常用的投影变换有平行投影、透视投影、椎顶投影等。平行投影使用一组平行投影线将三维对象投影到投影平面，而透视投影使用一组由投影中心产生的放射投影线，将三维对象投影到投影平面上。 平面几何投影是指投影面是平面的投影方法。按照投影线角度的不同，有两种基本投影方法：平行投影和透视投影。平行投影的投影中心到投影面之间的距离是无限的，而透视投影的投影中心到投影面之间的距离是有限的。 投影变换根据投影线是否平行，可分为正平行投影、斜平行投影、等距平行投影等。正平行投影是指投影方向垂直于投影平面时的投影方法。三视图（正视图、顶视图、侧视图）均属于正平行投影。 在图形学三维视图中，矩阵的视角变换也扮演着重要的角色。矩阵的视角变换是指将三维物体的视角进行变换，以便在二维屏幕上显示。矩阵的视角变换可以将三维物体旋转、缩放、平移等操作。 图形学三维视图是计算机图形学的重要组成部分，涉及到投影变换、光照明模型、矩阵的视角变换等技术。这些技术的应用可以生成逼真的三维视图，广泛应用于计算机辅助设计、计算机动画、电子游戏等领域。