三维形体投影变换与交互技术解析

"投影变换及三维形体的交互技术——计算机图形学相关知识" 在计算机图形学中，投影变换是将三维形体转化为二维图形显示的关键技术。这一过程涉及到将三维物体在空间中的坐标映射到二维平面上，以便在屏幕、打印机或绘图设备上进行呈现。投影变换在机械制图中有着广泛的应用，通过这种方式，可以在二维图纸上描绘出三维物体的形状。 投影变换主要有两种类型：透视投影和平行投影。透视投影，也称为中心投影法，投影中心与投影面之间有有限的距离，就像人眼观察物体那样，会产生近大远小的效果。而平行投影则不考虑投影中心与投影面之间的距离，它又分为正投影和斜投影。正投影中，投射线与投影面垂直，如建筑图纸上的视图；斜投影则投射线与投影面形成一定的倾斜角度，用于模拟不同视角下的物体形态。 在实际的计算机图形学应用中，尤其是C++和MFC相关的开发中，通常使用的是平行投影中的正投影变换。对于三维线框模型，投影变换是通过计算每个顶点在屏幕坐标系下的位置，然后连接这些投影点，形成三维模型在二维屏幕上的边框，以此来表现三维形体。 计算机图形学不仅仅是关于如何生成和处理图形的技术，还涵盖了如何通过算法和编程实现这些技术。学习计算机图形学可以提升对图像生成原理的理解，为CAD/CAM/CAE、计算机动画、虚拟现实等领域打下基础。书中提到，计算机图形学是一门结合了传统图学理论、应用数学和计算机科学的综合性学科，它的定义随技术发展而不断演变，但核心是研究如何利用计算机表示、生成、处理和显示图形。 在计算机图形学中，图形和图像这两个概念有时容易混淆，但它们有本质的区别。图形通常指的是由数学方式描述的几何形状，如点、线、面，它们可能包含非几何属性如颜色和线条样式。而图像则更广泛，可以涵盖自然景物、照片以及数学描述的图形。在图形学中，几何图形常用于工程图、地图等，强调形状和结构；而非几何图形则可能强调色彩和纹理等视觉效果。 "投影变换及三维形体的交互技术"是计算机图形学中的核心概念，它涉及到几何学、数学和编程技术的融合，对于理解和实现3D图形在2D屏幕上的显示至关重要。同时，理解图形和图像的区别有助于深入学习计算机图形学的各个应用领域。