计算机图形学：多边形扫描转换与隐藏面消除

"这是一份关于计算机图形学的PPT教程，主要涵盖了计算机图形学中的图形处理技术，如线划剪裁算法、多边形扫描转换以及隐藏面消除等核心概念。此外，还讨论了抗锯齿和OpenGL对非凸多边形的处理方法。" 在计算机图形学中，我们常常需要将三维模型转化为屏幕上的一系列像素，这个过程被称为光栅化（Rasterization）。本资料中提到的“Polygon Scan Conversion”即是指多边形扫描转换，这是光栅化的一个重要步骤。扫描转换的目的是将几何形状（例如多边形）从顶点坐标转换成像素坐标，以便在屏幕上正确地填充和显示。 扫描转换对于凸多边形相对简单，可以使用如“Odd-Even Test”或“Winding Number”规则来判断点是否位于多边形内部。Odd-Even Test是通过计算多边形边缘穿过测试点的次数来决定，如果次数为奇数，那么点在多边形内部；而Winding Number则计算围绕该点顺时针或逆时针包围的次数，不等于零则表示点在多边形内。 然而，对于非凸多边形（包括凹多边形），情况就变得复杂。OpenGL作为一种强大的图形库，它默认只能正确填充凸多边形。当遇到凹多边形时，需要使用像OpenGL的Tessellation（细分）功能来处理。这里提到了`gluNewTess()`函数，它是OpenGL Utility Library (GLU)的一部分，用于创建一个细分对象。通过调用`gluTessBeginPolygon()`和`gluTessEndPolygon()`定义多边形，并使用`gluTessBeginContour()`和`gluTessVertex()`来添加轮廓和顶点数据，可以将复杂的非凸多边形细分并处理成一系列可渲染的凸部分。 除此之外，PPT还提到了“Hiddensurface removal”（隐藏面消除），这是在三维场景中确定哪些表面应该被绘制而哪些应该被遮挡的技术。常见的方法有Z-Buffering（深度缓存）和 Painter's Algorithm（画家算法）等。 最后，抗锯齿（Aliasing）是解决图像边缘出现锯齿状现象的一种技术，它通过对像素边缘进行模糊处理，使得图像看起来更加平滑。在计算机图形学中，抗锯齿通常通过多重采样或超级采样等方法实现。 总结来说，这份PPT教程深入探讨了计算机图形学中的关键概念，包括几何变换、多边形扫描转换、隐藏面消除和抗锯齿，特别是针对非凸多边形处理的OpenGL细分技术，对理解计算机图形学的实践应用具有重要价值。