Giáo trình kỹ thuật đồ họa - Chương 6

Mục tiêu Học xong chương này sinh viên cần phải nắm bắt được các vấn đề sau: - Cơ chế của phép chiếu - Các thao tác liên quan đến phép biến đổi cách quan sát. - Kỹ thuật quan sát ảnh 3 chiều • Kiến thức cơ bản Kiến thức toán học : các khái niệm cơ bản về vị trí tương đối của đường thẳng và mặt phẳng trong hình học không gian.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật đồ họa - Chương 6 Chương 6: Quan sát ảnh ba chiều Chương 6 : QUAN SÁT ẢNH BA CHIỀU 6.1. Tổng quan • Mục tiêu Học xong chương này sinh viên cần phải nắm bắt được các vấn đề sau: - Cơ chế của phép chiếu - Các thao tác liên quan đến phép biến đổi cách quan sát. - Kỹ thuật quan sát ảnh 3 chiều • Kiến thức cơ bản Kiến thức toán học : các khái niệm cơ bản về vị trí tương đối của đường thẳng và mặt phẳng trong hình học không gian. • Tài liệu tham khảo Computer Graphics . Donald Hearn, M. Pauline Baker. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey , 1986 (chapters 12, 235-257) • Nội dung cốt lõi - Khái niệm phép chiếu - Phép chiếu song song - Phép chiếu phối cảnh - Biến đổi hệ tọa độ quan sát - Lập trình xem ảnh 3 chiều 6.2. Các phép chiếu Trong đồ họa hai chiều, các thao tác quan sát biến đổi các điểm hai chiều trongmặt phẳng tọa độ thế giới thực thành các điểm hai chiều trong mặt phẳng hệ tọa độ thiếtbị. Sự định nghĩa đối tượng, bị cắt bởi một cửa sổ, được ánh xạ vào một vùng quan sát.Các hệ tọa độ thiết bị chuẩn hóa này sau đó được biến đổi sang các hệ tọa độ thiết bị, vàđối tượng được hiển thị lên thiết bị kết xuất. Đối với đồ họa ba chiều, việc làm này phứctạp hơn một chút, vì bây giờ có vài chọn lựa để có thể quan sát ảnh như thế nào. Chúng tacó thể quan sát ảnh từ phía trước, từ phía trên, hoặc từ phía sau. Hoặc chúng ta có thể tạora quang cảnh về những gì chúng ta có thể thấy nếu chúng ta đang đứng ở trung tâm của Trang 98 Chương 6: Quan sát ảnh ba chiềumột nhóm các đối tượng. Ngoài ra, sự mô tả các đối tượng ba chiều phải được chiếu lênbề mặt quan sát của thiết bị xuất. Trong chương này, trước hết chúng ta sẽ thảo luận cáccơ chế của phép chiếu. Sau đó, các thao tác liên quan đến phép biến đổi cách quan sát, vàđầy đủ các kỹ thuật quan sát ảnh ba chiều sẽ được phát triển. Có hai phương pháp cơ bản để chiếu các đối tượng ba chiều lên bề mặt quan sáthai chiều. Tất cả các điểm của đối tượng có thể được chiếu lên bề mặt theo các đườngthẳng song song, hoặc các điểm có thể được chiếu theo các đường hội tụ về một điểmđược gọi là tâm chiếu (the center of projection). Hai phương pháp này được gọi làphép chiếu song song (parallel projection) và phép chiếu phối cảnh (perspectiveprojection) (xem hình 6-1). Trong cả hai trường hợp, giao điểm của đường chiếu với bềmặt quan sát xác định các tọa điểm của điểm được chiếu lên mặt phẳng chiếu này. Chúngta giả sử rằng mặt phẳng chiếu là mặt z = 0 của hệ tọa độ bàn tay trái (left-handedcoordinate system) (xem hình 6-2). P2 P2 • Mặt phẳng Mặt phẳng • P’ P’2 •2 chiếu chiếu • P1• P1• • Tâm chiếu • P’1 P’• 1 (a) (b) Phép chiếu song song Phép chiếu phối cảnh Hình 6-1 Hai phương pháp chiếu một đoạn thẳng lên bề mặt của mặt phẳng chiếu y Hình 6-2 Một bề mặt quan sát được định nghĩa trong mặt z=0 của hệ tọa độ bàn tay trái. z x Bề mặt quan sát Trang 99 Chương 6: Quan sát ảnh ba chiều Phép chiếu song song bảo tồn mối quan hệ về chiều của các đối tượng, và đây làkỹ thuật được dùng trong việc phác thảo để tạo ra các bức vẽ tỷ lệ của các đối tượng bachiều. Phương pháp này được ...