Giáo trình kỹ thuật đồ họa - Chương 4

Mục tiêu Học xong chương này, sinh viên cần phải nắm bắt được các vấn đề sau: - Thế nào là window ? - Hiểu rõ các thao tác loại bỏ phần hình ảnh nằm ngoài một vùng cho trước (thao tác này được gọi là xén hình). - Thiết kế và cài đặt được các thuật toán xén hình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật đồ họa - Chương 4 Chương 4: Windowing và Clipping Chương 4 TẠO CỬA SỐ VÀ CẮT HÌNH (WINDOWING AND CLIPPING) 4.1. Tổng quan • Mục tiêu Học xong chương này, sinh viên cần phải nắm bắt được các vấn đề sau: - Thế nào là window ? - Hiểu rõ các thao tác loại bỏ phần hình ảnh nằm ngoài một vùng cho trước (thao tác này được gọi là xén hình). - Thiết kế và cài đặt được các thuật toán xén hình. • Kiến thức cơ bản cần thiết Kiến thức tin học bao gồm kỹ thuật lập trình và cấu trúc dữ liệu • Tài liệu tham khảo Computer Graphics . Donald Hearn, M. Pauline Baker. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey , 1986 (chapters 6, 123-153) • Nội dung cốt lõi - Trình bày các khái niệm về window. - Các thuật toán clipping : Cohen-Sutherland, Liang-Barsky - Phép biến đổi từ cửa sổ 4.2. Các khái niệm về Windowing Hệ tọa độ Descartes là dễ thích ứng cho các chương trình ứng dụng để miêu tảcác hình ảnh (picture) trên hệ tọa độ thế giới thực (world coordinate system). Các hìnhảnh được định nghĩa trên hệ tọa độ thế giới thực này sau đó được hệ đồ họa vẽ lên cáchệ tọa độ thiết bị (device coordinate). Điển hình, một vùng đồ họa cho phép người sửdụng xác định vùng nào của hình ảnh sẽ được hiển thị và bạn muốn đặt nó ở nơi nàotrên hệ tọa độ thiết bị. Một vùng đơn lẻ hoặc vài vùng của hình ảnh có thể được chọn.Những vùng này có thể được đặt ở những vị trí tách biệt, hoặc một vùng có thể đượcchèn vào một vùng lớn hơn. Quá trình biến đổi này liên quan đến những thao tác như Trang 58 Chương 4: Windowing và Clippingtịnh tiến, biến đổi tỷ lệ vùng được chọn và xóa bỏ những phần bên ngoài vùng đượcchọn. Những thao tác này được gọi là windowing và clipping (xem hình 4.1). Window ywmax Viewport yvmax ywmin yvmin xwmin xwmax xvmax xvmin Hệ tọa độ thế giới thực Hệ tọa độ thiết bị Hình 4.1 : Một ánh xạ cửa sổ - đến – vùng quan sát Một vùng có dạng hình chữ nhật được xác định trong hệ tọa độ thế giới thựcđược gọi là một cửa sổ (window). Còn vùng hình chữ nhật trên thiết bị hiển thị để cửasổ đó ánh xạ đến được gọi là một vùng quan sát (viewport). Hình 4.1 minh họa việcánh xạ một phần hình ảnh vào trong một viewport. Việc ánh xạ này gọi là một phépbiến đổi hệ quan sát (viewing transformation), biến đổi cửa sổ (windowingtranformation), biến đổi chuẩn hóa (normalization transformation). Các lệnh để xây dựng một cửa sổ và vùng quan sát từ một chương trình ứngdụng có thể được định nghĩa như sau: set_window(xw_min, xw_max, yw_min, yw_max) set_viewport(xv_min, xv_max, yv_min, yv_max) Các tham số trong mỗi hàm được dùng để định nghĩa các giới hạn tọa độ củacác vùng chữ nhật. Các giới hạn của cửa sổ được xác định trong hệ tọa độ thế giớithực. Hệ tọa độ thiết bị chuẩn thường được dùng nhất cho việc xác định vùng quansát, dù rằng hệ tọa độ thiết bị có thể được dùng nếu chỉ có một thiết bị xuất (outputdevice) duy nhất trong hệ thống. Khi hệ tọa độ thiết bị chuẩn được dùng, lập trình viênxem thiết bị xuất có giá trị tọa độ trong khoảng 0..1. Một sự xác định vùng quan sátđược cho với các giá trị trong khoảng này. Các việc xác định sau đây, đặt một phần Trang 59 Chương 4: Windowing và Clippingcủa sự định nghĩa hệ tọa độ thế giới thực vào trong góc trên bên phải của vùng hiểnthị, như được minh họa trong hình 4-2: set_window(-60.5, 41.25, -20.75, 82.5); set_viewport(0.5, 0.8, 0.7, 1.0); Nếu một cửa sổ buộc phải được ánh xạ lấp đầy vùng hiển thị, sự xác địnhviewport được cho là: Set_viewport(0,1, 0, 1) Các vị trí được biểu diễn trên hệ tọa độ thiết bị chuẩn phải được biến đổi sanghệ tọa độ thiết bị trước khi được hiển thị bởi một thiết bị xuất cụ thể. Thông thườngmột thiết bị xác định được chứa trong các gói đồ họa cho mục đích này. Thuận lợi củaviệc dùng hệ tọa độ thiết bị chuẩn là để các gói đồ họa độc lập với thiết bị. Các thiết bịxuất khác nhau có thể được dùng nhờ việc cung cấp các trìn ...