《cadcam作圖與加工》ppt課件-文庫(kù)吧
2025-04-20 18:03 本頁(yè)面
【正文】 原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針為正。 ???????? ????c o ssi nsi nc o stT旋轉(zhuǎn)變換 19 顯示系統(tǒng)是由顯示器（ Monitor）和顯示控制適配器（ Adapter,又稱顯示卡或圖形卡）兩部分組成。顯示器的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以直接觀察到的字符、圖形或圖像，是 CAD中最為重要的人機(jī)交互設(shè)備。 CRT工作原理 目前主要采用陰極射線管 CRT（ Cathode Ray Tube）技術(shù)和液晶顯示 LCD(Liquid Crystal Display)等技術(shù)設(shè)計(jì)的液晶顯示器已獲得廣泛應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng) 20 ? CRT顯示器 ? LCD顯示器 21 1. 單色 CRT 它利用電場(chǎng)產(chǎn)生高速的聚焦電子束，偏轉(zhuǎn)到屏幕表面的不同部位，以產(chǎn)生可見(jiàn)的圖形。 主要組成部分：電子槍、聚焦系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏。 CRT顯示器簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)圖 22 CRT屏幕內(nèi)部涂有很多組呈三角形的熒光粉，每一組有三個(gè)熒光點(diǎn)，當(dāng)某組熒光粉被激勵(lì)時(shí)，分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)三個(gè)基色。 蔭罩式彩色 CRT顯色原理示意圖 23 液晶顯示器 液晶顯示器原理 液晶 液晶 是指在某一溫度范圍內(nèi)，從外觀看屬于具有流動(dòng)性的液體，但同時(shí)又是具有光學(xué)雙折射性的晶體。 “ 液晶 ” 包含兩種含義，一是指處于固體相與液體相中間狀態(tài)的液晶相，二是指具有上述液晶相的物質(zhì)。 24 (a) 層列液晶 (b) 向列液晶 (c) 膽甾相液晶 25 26 2. 光柵掃描顯示器 光柵掃描顯示器的工作原理是： 1. 屏幕網(wǎng)格化 2. 圖形光柵化。它用幀緩存（ frame buffer） 存儲(chǔ)每個(gè)像素點(diǎn)的光亮度值。 3. 光柵化的像素值由偏轉(zhuǎn)及顏色系統(tǒng)，在 CRT屏幕顯示。 ? 屏幕 m n個(gè)像素 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 27 y x 0 1 0 1 像素坐標(biāo) (0,0) ? 掃描線 y=0 用像素中心表示像素 像素、像素坐標(biāo)、掃描線、屏幕坐標(biāo) y x 0 1 0 1 屏幕坐標(biāo) (0,0) 掃描線 y=0 ? ? ? 用像素網(wǎng)格的左下角表示像素 28 點(diǎn)的掃描轉(zhuǎn)換 設(shè) (x,y)是圖像區(qū)域中的一點(diǎn)，其中 x,y均為實(shí)數(shù)。我們需要將它轉(zhuǎn)換為圖像空間中的一個(gè)像素 (x’,y’)。 方法 1：取 x’和 y’分別為 x和 y的整數(shù)部分。 29 掃描轉(zhuǎn)換 掃描轉(zhuǎn)換的必要性 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中所研究的圖形是從客觀世界物體中抽象出來(lái)的帶灰度（或彩色）及形狀的圖或形。計(jì)算機(jī)中表示一個(gè)圖形常用的方法有兩種： （ 1）點(diǎn)陣法：是用具有灰度或色彩的點(diǎn)陣表示圖形的一種方法，它強(qiáng)調(diào)由哪些點(diǎn)組成，并具有什么灰度或色彩。 （ 2）參數(shù)法： 是以計(jì)算機(jī)中所記錄的形狀參數(shù)與屬性參數(shù)表示圖形的一種方法。形狀參數(shù)可以是描述其形狀的方程的系數(shù)、線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)等；屬性參數(shù)則包括灰度、色彩、線型等非幾何屬性。 通常將參數(shù)法描述的圖形稱為 參數(shù)圖形 ，也稱矢量圖形。而把點(diǎn)陣法描述的圖形叫做像素圖形，簡(jiǎn)稱 圖像 。 30 光柵圖形的表示方法是點(diǎn)陣式，它的主要特點(diǎn)是面著色，即在指定的平面區(qū)域著上所需要的顏色。與單純由線條所構(gòu)成的線劃圖形相比，采用面著色繪制的光柵圖形顯得更為生動(dòng)、直觀，真實(shí)感更強(qiáng)。 一般地，復(fù)雜的圖形是由基本的圖形元素如點(diǎn)、線、圓及多邊形構(gòu)成的。這些圖形元素通常是在連續(xù)的空間定義，而不是由離散圖像空間中的像素定義。 圖形系統(tǒng)的任務(wù)之一就是將在連續(xù)空間中定義的幾何元素轉(zhuǎn)化為圖像空間中的像素表示。這一轉(zhuǎn)化任務(wù)稱為掃描轉(zhuǎn)換或光柵化。 矢量圖形 光柵圖形 掃描轉(zhuǎn)換 31 直線段的掃描轉(zhuǎn)換 典型地，圖形學(xué)中的一條線指一條線段，它由兩個(gè)端點(diǎn)及直線方程定義。 O P1(x1,y1) P2(x2,y2) y=mx+b x y 32 1. 直接應(yīng)用直線方程 首先，將 P1,P2掃描轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)（ x1’,y1’）和 (x2’,y2’)。 其次，設(shè) m=(y2’y1’)/(x2’x1’), b=y1’mx1’。若 |m|=1,則對(duì)介于 x1’和 x2’之間的每個(gè)整數(shù)值 x，用直線方程計(jì)算出 y值并掃描轉(zhuǎn)換(x,y)。若 |m|1,則對(duì)介于 y1’和 y2’之間的每個(gè)整數(shù)值 y，用直線方程計(jì)算出 x值并掃描轉(zhuǎn)換 (x,y)。 缺點(diǎn)：因 m,b都是浮點(diǎn)數(shù)，因此這種方法的每步都要進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)乘法與加法計(jì)算。 33 例 : 對(duì)于 |m|=1的直線段，應(yīng)用斜率 截距式方程繪制該線段需要哪些步驟 ? 1. 計(jì)算 dx: dx=x2x1。 2. 計(jì)算 dy: dy=y2y1。 3. 計(jì)算斜率 : m=dy/dx。 4. 計(jì)算截距 b: b=y1mx1。 5. 設(shè) xend為 x1與 x2中的最大者，若 dx0,則 x=x2,y=y2, 且xend=x1； 若 dx0, 則 x=x1,y=y1, 且 xend=x2； 6. 檢查整條線段是否繪制完畢，如果 x xend,則停止運(yùn)行； 7. 在當(dāng)前 (x,y)坐標(biāo)處畫(huà)點(diǎn)； 8. 增大 x: x=x+1； 9. 根據(jù)方程 y=mx+b計(jì)算下一個(gè) y值； 10. 返回第 6步。 34 2. DDA(Digital Differential Analyzer)算法 該算法是增量掃描轉(zhuǎn)換方法。假設(shè)在第 i步求出了直線上的點(diǎn)（ xi,yi）。由于下一點(diǎn) 滿足 于是， )11,( ?? ii yxii xymxy ????????? ?? 1i1i xx ,yy ,/xmyy ii ???? 1 myxx ii /1 ????或 這些公式在 DDA算法中的應(yīng)用如下： 當(dāng) |m|=1時(shí)，我們從 x=x1’(假設(shè) x1’x2’)和 y=y1’開(kāi)始，令 ，則直線上每個(gè)后續(xù) y坐標(biāo)值由 計(jì)算。這一過(guò)程直到 x
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