三維圖形幾何變換與投影變換

1、1 實驗目的1）掌握4*4矩陣乘法運算的編程實現(xiàn)。2）掌握平移、比例、旋轉(zhuǎn)三種基本三維幾何變換矩陣生成。3）掌握正交投影圖的生成和繪制方法。2 實驗要求1）三維坐標系的原點位于屏幕中心，X軸水平向右，Y軸垂直向上，Z軸垂直于坐標屏幕，指向屏幕外。2）設(shè)計實現(xiàn)三維圖形變換類，具有平移、比例、旋轉(zhuǎn)三維幾何變換功能，以及正交投影變換功能。3）使用第二章的直線類繪制正四面體的是三維線框模型，要求體心位于坐標原點，使正四面體同時繞Y軸勻速旋轉(zhuǎn)，并相對于體心點來回縮放。4）使用雙緩沖機制，繪制正四面體三維線框模型的二維正交投影圖，要求投影到XOY平面。3 詳細設(shè)計 3.1 核心算法及類型設(shè)計void CT

2、rans3DView:BuildPointEdge()double d=400;P0.x=d/2; P0.y=d/2; P0.z=d/2;P1.x=d/2; P1.y=-d/2; P1.z=-d/2;P2.x=-d/2; P2.y=-d/2; P2.z=d/2;P3.x=-d/2; P3.y=d/2; P3.z=-d/2;E0.SetPointsIndex(0,1);E1.SetPointsIndex(0,2);E2.SetPointsIndex(0,3);E3.SetPointsIndex(1,2);E4.SetPointsIndex(1,3);E5.SetPointsIndex(2,3);

3、void CTrans3DView:OnDraw(CDC*pDC)CTrans3DDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);if (!pDoc)return;/ TODO: 在此處為本機數(shù)據(jù)添加繪制代碼CRect rect;GetClientRect(&rect);pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);pDC->SetWindowExt(rect.Width(),rect.Height();pDC->SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height();pDC-&

4、gt;SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2);/雙緩沖機制CDC MemDC;CBitmap NewBitmap,*pOldBitmap;MemDC.CreateCompatibleDC(pDC);NewBitmap.CreateCompatibleBitmap(pDC,rect.Width(),rect.Height(); /兼容位圖pOldBitmap = MemDC.SelectObject(&NewBitmap); /將兼容位圖選入MemDcMemDC.FillSolidRect(rect,pDC->GetBkColo

5、r();MemDC.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);MemDC.SetWindowExt(rect.Width(),rect.Height();MemDC.SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height();MemDC.SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2);Line *line = new Line; /動態(tài)創(chuàng)建直線繪制類對象/繪制坐標軸line->SetLineColor(RGB(0,0,0);line->MoveTo(CP2(-rect.Width()/2,0); /

6、X軸line->LineTo(CP2(rect.Width()/2,0),&MemDC);line->MoveTo(CP2(0,-rect.Height()/2); /Y軸line->LineTo(CP2(0,rect.Height()/2),&MemDC);/旋轉(zhuǎn)、縮放、正交投影變換CTrans3 tans;tans.SetPoints(P,4);/在0.52.0之間縮放static double s = 1.0;static double step = 0.01;if(s>=2.0 | s<=0.5)step = -step;s += step

7、;tans.Scale(s,s,s);/繞Y軸勻速逆時針旋轉(zhuǎn)static float theta = 0.0;theta += 1.0;if(theta > 360)theta = 0.0;tans.RotateY(theta);/二維正交投影tans.ProjXOY();/繪制動態(tài)旋轉(zhuǎn)和縮放的四面體for (int i=0; i<6; i+)line->SetLineColor(RGB(0,255,0);line->MoveTo(tans.m_p2ScreenEi.Start);line->LineTo(tans.m_p2ScreenEi.End,&Me

8、mDC);delete line;/將內(nèi)存位圖拷貝到屏幕pDC->BitBlt(-rect.Width()/2,-rect.Height()/2,rect.Width(),rect.Height(),&MemDC,-rect.Width()/2,-rect.Height()/2,SRCCOPY);MemDC.SelectObject(pOldBitmap);NewBitmap.DeleteObject();Invalidate(FALSE); 3.2 程序設(shè)計實現(xiàn)及流程圖 平移變換矩陣繞x，y，z旋轉(zhuǎn)變換矩陣比例變換矩陣流程圖：4 典型測試結(jié)果5 實驗問題總結(jié) 通過這次試驗讓我知道了要實現(xiàn)三維圖形幾何變換主要還是依靠二位圖形幾何變換的變換矩陣，包括平移變換矩陣，繞X、Y、Z旋轉(zhuǎn)變換矩陣，比例變換矩陣，正交