第四章_图形变换的矩阵方法(已排).
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复杂图形变换步骤及方法解析结合缩放矩阵和其他矩阵实现更复杂的图形变换是计算机图形学中的一项重要技术。
这种技术通常涉及多个变换矩阵的级联(即矩阵乘法),以同时实现缩放、旋转、平移等多种变换效果。
以下是如何结合缩放矩阵和其他矩阵实现更复杂图形变换的步骤和方法:一、理解基本变换矩阵首先,需要理解并掌握基本的变换矩阵,包括缩放矩阵、旋转矩阵和平移矩阵。
●●[cosθsinθ0−sinθcosθ0 001]●二、确定变换顺序由于矩阵乘法不满足交换律,因此变换的顺序很重要。
通常的变换顺序是先缩放、再旋转、最后平移,但这并不是绝对的,具体取决于所需的变换效果。
三、构建组合变换矩阵将缩放矩阵、旋转矩阵和平移矩阵按照确定的顺序相乘,得到组合变换矩阵。
这个矩阵将同时包含缩放、旋转和平移三种变换的效果。
四、应用组合变换矩阵将组合变换矩阵与表示图形顶点的齐次坐标相乘,得到变换后的新坐标。
这一步骤通常是在图形渲染管线的顶点着色器阶段完成的。
五、示例假设有一个二维图形,需要将其先缩放2倍(在x和y方向上),然后绕原点旋转45度,最后沿x轴平移10个单位。
可以按照以下步骤构建组合变换矩阵并应用它:1.S=[200 020 001]2.3.T=[1010 010 001]4.M=T∙R∙S5.应用组合变换矩阵:将M与图形的顶点坐标相乘,得到变换后的新坐标。
六、注意事项●变换顺序对结果有影响,应根据实际需求确定。
●在进行组合变换时,应确保变换矩阵的维度匹配。
●在实际应用中,可能还需要考虑图形的中心点或特定点作为变换的基准点,这时可能需要先对图形进行平移以将基准点移动到原点,再进行缩放和旋转,最后平移回原位置。
OpenGL完全教程 第四章 矩阵变换作者:何咏 日期:2006-2-3 20:52:21 点击:3468如需转载本文,请声明作者及出处。
第四章 矩阵变换通过前三章的学习,我们知道了如何使用OpenGL在3D空间中绘制基本图元,并把使用图元组成模型。
然而,在我们绘制完一个物体或一个场景之后,我们总希望从多个角度观察这个物体,或者在场景中走动。
这时,我们需要OpenGL的另一个功能:变换。
OpenGL为我们提供了许多方面和类型的变换。
你可以对投影方式进行变换,也可以对物体/模型 进行变换。
你可以改变自己的位置和方向,也可以改变物体的大小和角度。
学习本章内容,你将了解:•OpenGL中变换的种类•使用矩阵描述一个变换•基本变换•定义和使用自己的变换4.1 OpenGL中的变换变换(Transform),可以使3D空间中的物体投影到2D平面上。
使用变换,你可以移动、旋转、缩放甚至弯曲一个物体。
然而变换并没有直接修改顶点数据,取而代之,变换修改了坐标系。
如果旋转一个坐标系,然后再在 旋转后的坐标系里绘图,绘制后的图形就好像被旋转了。
在基本OpenGL渲染流程中,将进行以下变换:视图变换 :用于指定观察者的位置和方向;模型视图变换:移动和变换场景中的模型;投影变换 :对视见空间进行裁剪和扭曲;视见区变换:对最终输出进行缩放。
4.1.1 视图变换在一个场景中,我们希望改变观察者的位置和观察角度。
用于改变观察者方位和角度的变换,就是视图变换。
默认情况下(没有执行任何变换时),观察者位于点(0,0,0),且视线朝着-Z方向。
也就是说,只有在z<0的地方绘图,才有可能被观察到。
4.1.2 模型视图变换此变换用于移动和旋转场景中的物体。
使用模型视图变换完全可以代替视图变换。
道理是很简单的:比如你想使用视图变换将观察者向-Z轴移动10个单位,此时场景中所有的物体都向+Z轴移动了10个单位。
这跟你直接使用模型视图变换将场景中所有物体向+Z方向移动10个单位的效果是完全一样的。