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）設計實現(xiàn)三維圖形變換類，具有平移、比例、旋轉三維幾何變換功能，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，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，要求投影至ijXOYTW。3詳細設計3.1核心算法及類型設計voidCTrans

2、3DView:BuildPointEdge（）（doubled=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);voidCTrans3D

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

4、ct.Width()/2,rect.Height()/2);/雙緩沖機制CDCMemDC;CBitmapNewBitmap,*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->GetBkC010r();MemDC.SetMapMode(MMANIS

5、OTROPIC);MemDC.SetWindowExt(rect.Width(),rect.Height();MemDC.SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height();MemDC.SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2);Line*line=newLine;/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);/X軸line->LineTo(CP2(rect.Width()

6、/2,0),&MemDC);line->MoveTo(CP2(0,-rect.Height()/2);/Y軸line->LineTo(CP2(0,rect.Height()/2),&MemDC);/旋轉、縮放、正交投影變換CTrans3tans.tans.SetPoints(P,4);在0.52.0之間縮放staticdoubles=1.0;staticdoublestep=0.01;if(s>=2.0|s<=0.5)step=-step;s+=step;tans.Scale(s,s,s);繞丫軸勻速逆時針旋轉staticfloattheta=0.0th

7、eta+=1.0;if(theta>360)theta=0.0tans.RotateY(theta);/二維正交投影tans.ProjXOY();/繪制動態(tài)旋轉和縮放的四面體for(inti=0;i<6;i+)line->SetLineColor(RGB(0,255,0);line->MoveTo(tans.mp2ScreenEi.Start);line->LineTo(tans.m_p2ScreenEi.End,&MemDC);deleteline;將內(nèi)存位圖拷貝到屏幕pDC->BitBlt(-rect.Width()/2,-rect.Height

8、()/2,rect.Width(),rect.Height(),&MemDC,-rect.Width()/2,-rect.Height()/2,SRCCOPY);MemDC.SelectObject(pOldBitmap);NewBitmap.DeleteObject();Invalidate(FALSE);3.2程序設計實現(xiàn)及流程圖平移變換矩陣10000100Tt=0010:txtytz11繞x,y,z旋轉變換矩陣10000cossins0Trx=00-sinacos«0_0001_cos10-sin二0010Ty=.sin0cos"0-0001_比例變換矩陣流程圖:4典型測試結果cos：sin：00-sinacosa0I0010-00011Sx0000Sy0000Sz0-000115實驗問題總結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、丫、z旋轉變換矩陣，比例變換矩