ĐỒ HỌA 3 CHIỀU

ĐỒ HỌA 3 CHIỀU

ĐĐĐĐOOOỒÀÀÀ HHHHOOOỌÏÏÏAAAA 3333 CCCCHHHHIIIIEEEỀÀÀÀUUUU

Dẫn nhập

tượng 3 chiều còn thiết bị hiển thị chỉ 2 chiều

được hình thành từ từ, ngày càng chi tiết hơn

Modeling

Transformation

Trivial

Rejection

Illumination

Viewing

Transformation

Clipping

Projection

Rasterization

Display

Biến đổi từ hệ toạ độ đối tượng sang hệ toạ độ thế giới thực

Loại bỏ các đối tượng không nhìn thấy được

Chiếu sáng đối tượng

Chuyển từ world space sang eye space

Loại bỏ phần nằm ngoài viewing frustum

Chiếu từ eye space xuống screen space

Chuyển đối tượng sang dạng pixel

Hiển thị đối tượng

Các vật thể 3D được biểu diễn như thế nào ?

• v.v…

Điểm trong không gian 3 chiều

typedef struct{

Coordinate x ;

Coordinate y ;

Coordinate z ;

}Point3D ;

3D vector

♦ Xác định bởi 3 toạ độ dx, dy, dz

_

♦ V 1 • V 2 = dx 1 dx 2 + dy 1 dy 2 + dz 1 dz 2

♦ V1• V2 = V1 V1 cos( )Θ

(x,y,z)

typedef struct { Coordinate dx; Coordinate dy; Coordinate dz; }Vector;

Đoạn thẳng trong không gian 3 chiều

P = P 1 + t (P 2 - P 1 ), (0 ≤ t ≤ 1)

Tia (Ray)

P = P 1 + t V, (0 ≤ t < ∞ )

Đường thẳng (Line)

P = P 1 + t V, (- ∞ < t < ∞ )

typedef struct { Point P1;

Point P2;

}Segment;

P1

P2

typedef struct { Point P1;

Vector V;

}Ray;

typedef struct { Point P1;

Vector V;

}Line;

Mặt phẳng (Plane)

P.N + d = 0 hoặc

ax + by + cz + d = 0

Đa giác (Polygon)

♦ Đa giác lồi,

♦ Đa giác tự cắt,

♦ Đa giác có lỗ

typedef struct { Vector N;

Distance d;

}Plane;

typedef struct { Point *Points;

int nPoints;

}Polygon;

Modeling transformation

thực

được gọi là Hệ tọa độ đối tượng.

♦ Solid modeling: mô tả các vật thể (kể cả bên trong)

Wire-Frame

♦ Khi biểu diễn đối tượng, ta có thể chọn gốc tọa độ và đơn

vị đo lường sao cho việc biểu diễn thuận lợi nhất Thường thì người ta chuẩn hóa kích thước của đối tượng khi biểu diễn.

z

1 1

1 1

2 3

4 5

6

7

8 9 10

Trivial Rejection

trong cảnh

Illumination

các chất tạo nên chúng và các nguồn sáng tồn tại trong cảnh

constant-intensity, interpolate (Gouraud), phong, …

Viewing transformation

quan sát (viewing position) về gốc tọa độ và mặt phẳng quan sát (viewing plane) về một vị trí mong ước

nhìn

với hướng nhìn sẽ thuận lợi cho các xử lý nhất

cảnh nằm gọn trong một phần không gian hình chóp cụt

giới hạn vùng quan sát mà ta gọi là viewing frustum.

giới hạn bởi vùng ta muốn quan sát

Projection

sát xuống không gian màn hình

thể nhận được hình ảnh trung thực

hình thuộc về đối tượng nào trong cảnh

VCS z

y

x

z=-near z=-far y=bottom x=right y=top

x=left