计算机图形学：二维开窗口与裁剪技术解析

"计算机图形学：Lecture 8 开窗口及二维裁剪.ppt" 这篇文档主要探讨了计算机图形学中的开窗口技术与二维裁剪，这些是图形显示和交互的重要组成部分。开窗口技术允许我们有选择地显示物体的一部分，并通过调整窗口的位置和大小来创造特殊视觉效果。而裁剪则是指在显示时去除窗口外部的画面，确保观众的注意力集中在特定的图形区域。 在计算机图形学中，坐标系扮演着核心角色。文档提到了几种不同的坐标系： 1. **笛卡尔坐标系**（也称建模坐标系或模型坐标系，MC - Modeling Coordinates）：这是最基础的直角坐标系，用于描述物体的形状和位置。在模型坐标系中，物体的表示相对简单，便于理解和操作，长度单位和取值范围由用户自定义。 2. **世界坐标系**（WC - World Coordinates）：当多个物体需要放置在同一个场景中时，世界坐标系作为一个统一的参考框架，用于确定每个物体相对于场景的位置。所有的物体都在世界坐标系下进行定位和相互关系的描述。 3. **设备坐标系**（DC - Device Coordinates）：这是与实际硬件设备，如显示器或打印机，直接关联的坐标系。它考虑了设备的实际分辨率和尺寸。 4. **规格化设备坐标系**（NDC - Normalized Device Coordinates）：介于设备坐标系和世界坐标系之间，所有坐标值通常被缩放至[-1,1]的范围内，方便硬件进行处理。 文档中未提供具体的开窗口和裁剪算法，但通常涉及到的步骤包括坐标变换和边界检查。首先，物体的坐标需要从建模坐标系转换到世界坐标系，然后可能还要进一步转换到设备坐标系或规格化设备坐标系。接着，通过比较窗口的边界与图形坐标，可以确定哪些部分应该被显示，哪些部分应该被裁剪掉。 开窗口技术常用于图形用户界面（GUI），例如在屏幕上创建可调整大小的窗口来查看图像或数据。二维裁剪则广泛应用于地图软件、游戏引擎以及各种可视化工具，以确保只显示用户感兴趣的区域。 开窗口技术和二维裁剪是计算机图形学中的基本工具，它们使得图形显示更加灵活和可控，提高了用户体验，同时也为复杂场景的管理和渲染提供了有效手段。