Bài giảng đồ họa : VIEWING TRANSFORMATIONS part 1 potx

ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 1/10 V VV V V VV V I II I I II I E EE E E EE E W WW W W WW W I II I I II I N NN N N NN N G GG G G GG G T TT T T TT T R RR R R RR R A AA A A AA A N NN N N NN N S SS S S SS S F FF F F FF F O OO O O OO O R RR R R RR R M MM M M MM M A AA A A AA A T TT T T TT T I II I I II I O OO O O OO O N NN N N NN N S SS S S SS S D D a a ã ã n n n n h h a a ä ä p p • Sau công đoạn modeling transformation, tất cả các đối tượng được đặt trong cùng một hệ tọa độ chung (world coordinates). • Bỏ qua công đoạn trivial rejection và illumination, chúng ta sẽ xem xét công đoạn biến đổi vào không gian quan sát (view transformation). Mục đích của công đoạn này là chuyển đổi các đối tượng vào hệ tọa độ quan sát (eye coordinates hay 3D camera coordinates) ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 2/10 Q Q u u i i t t r r ì ì n n h h h h i i e e å å n n t t h h ò ò C C a a m m e e r r a a • Các tham số của Camera ♦ Vò trí mắt nhìn (x, y, z) ♦ Hướng nhìn (towards vector, up vector) ♦ Vùng quan sát ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 3/10 C C a a m m e e r r a a T T r r a a n n s s f f o o r r m m a a t t i i o o n n • Trong cảnh trên, gốc tọa độ của world space đặt ngay dưới đáy ghế, trục z hướng lên đi qua tâm của bình trà. Để thuận tiện, trục x và y được chọn song song với các bức tường (chú ý các viên gạch trên nền nhà). Với hệ tọa độ này, ghế và bình trà rất dễ dàng biểu diễn. • Bước tiếp theo, ta cần mô tả ảnh của mô hình ta đang mong muốn diễn tả. Công việc này sẽ dễ dàng hơn nhiều nếu gốc tọa độ trùng với vò trí quan sát (vò trí của mắt hay camera). (Xem hình bên dưới) ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 4/10 • Ta có thể đạt được điều này nhờ vào các phép biến đổi tònh tiến và quay (rigid body transformations). Trước tiên, ta cần thực hiện phép quay để cho 2 trục tọa độ (world và camera) cùng phương. • Sau đó, ta thực hiện phép tònh tiến để đưa gốc tọa độ của world space về trùng với gốc tọa độ của eye space. • Tại sao ta lại quay trước rồi mới tònh tiến ? Ta có thể thực hiện theo một cách khác không ? • Cách tiếp cận vừa trình bày không được trực quan và sẽ gây không ít khó khăn khi ta muốn giao tiếp với người dùng trong một hệ xử lý đồ họa 3 chiều. Ta thử tiếp cận theo một cách khác. ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 5/10 • Thay cho việc xác đònh một hệ tọa độ quan sát mong muốn bằng 1 phép quay và 1 phép tònh tiến hệ tọa độ thực ta có thể sử dụng phương pháp sau: N N e e w w C C a a m m e e r r a a T T r r a a n n s s f f o o r r m m a a t t i i o o n n • Trước tiên, ta xác đònh vò trí đặt camera (hoặc vò trí quan sát) trong không gian thực. Ta gọi nó là vò trí mắt (eye point). Sau đó, ta xác đònh một vò trí trong cảnh (scene) mà ta muốn nó sẽ xuất hiện ở trung tâm của cửa sổ nhìn. Ta gọi điểm này là điểm nhìn (look-at point). Tiếp theo ta xác đònh 1 vector dùng để chỉ hướng đi lên của ảnh tính từ look-at point. Ta gọi nó là vector hướng lên (up-vector). • Cách biểu diễn trên rất tự nhiên. Ta có thể sử dụng cách biểu diễn này để mô tả một q đạo của camera bằng cách chỉ thay đổi eye-point còn look-at point và up- vector không đổi. Hoặc ta có thể quét camera từ đối tượng này đến đối tượng khác trên ảnh bằng cách chỉ thay đổi look-at point. . lý đồ họa 3 chiều. Ta thử tiếp cận theo một cách khác. ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 5 /10 • Thay cho việc xác đònh một hệ tọa độ quan sát mong muốn bằng 1 phép. (Xem hình bên dưới) ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 4 /10 • Ta có thể đạt được điều này nhờ vào các phép biến đổi tònh tiến và quay (rigid body transformations) ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Viewing transformation 1/ 10 V VV V V VV V I II I I II I E EE E E EE E W WW W W WW W I II I I II I N NN N N NN N G GG G G GG G T TT T T TT T R RR R R RR R A AA A A AA A N NN N N NN N S SS S S SS S F FF F F FF F O OO O O OO O R RR R R RR R M MM M M MM M A AA A A AA A T TT T T TT T I II I I II I O OO O O OO O N NN N N NN N S SS S S SS S D D a a ã ã n n n n h h a a ä ä p p •