二维图形处理技术
二维多边形渲染算法
二维多边形渲染算法（最新版）目录1.引言2.二维多边形渲染算法的概念与分类3.常见二维多边形渲染算法3.1 扫描线算法3.2 矩形算法3.3 波形算法4.二维多边形渲染算法的应用5.发展趋势与展望6.结论正文一、引言在计算机图形学中，二维多边形渲染算法是实现图像呈现的关键技术之一。
通过对多边形进行填充和着色，可以生成各种二维图形，从而满足不同场景下的视觉需求。
本文将对二维多边形渲染算法进行详细介绍，包括算法的分类、常见算法及应用，以期为相关领域的研究者提供参考。
二、二维多边形渲染算法的概念与分类二维多边形渲染算法是指将多边形从二维空间转换到二维图像空间的过程。
根据实现方式的不同，二维多边形渲染算法可以分为以下几类：1.扫描线算法：通过扫描线技术实现多边形的渲染。
2.矩形算法：通过矩形区域实现多边形的快速填充。
3.波形算法：通过波形变换实现多边形的快速填充。
三、常见二维多边形渲染算法（1）扫描线算法扫描线算法是一种基于线条追踪的二维多边形渲染算法。
它通过计算多边形边界与扫描线的交点，实现多边形的填充和着色。
扫描线算法具有较高的渲染速度，适用于实时渲染场景。
（2）矩形算法矩形算法是一种基于矩形区域的二维多边形渲染算法。
它通过将多边形分解为若干个矩形区域，实现快速填充和着色。
矩形算法具有较高的计算效率，适用于大量多边形的渲染场景。
（3）波形算法波形算法是一种基于波形变换的二维多边形渲染算法。
它通过将多边形边界转换为波形边界，实现快速填充和着色。
波形算法具有较高的灵活性，适用于复杂多边形的渲染场景。
四、二维多边形渲染算法的应用二维多边形渲染算法广泛应用于计算机图形学、图像处理、游戏开发等领域。
例如，在计算机游戏开发中，通过使用二维多边形渲染算法，可以实现场景、角色和道具的快速呈现，提高游戏运行速度。
五、发展趋势与展望随着计算机技术的发展，二维多边形渲染算法也在不断优化和升级。
未来的发展趋势包括提高渲染速度、降低计算复杂度和提高渲染质量等方面。
图形学二维裁剪实验报告
专业班级：学号：姓名：一、试验名称:二维裁剪二、试验目的：在二维观察中，需要在观察坐标系下对窗口进行裁剪，即只保留窗口内的那部分图形，去掉窗口外的图形。
二维裁剪是用计算机生成图形最基本的技能，通过本实验使学生掌握如何用计算机进行二维裁剪并熟悉开发环境。
三、实验原理：算法源代码：void CMyView::OnDraw(CDC* pDC){CMyDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);// TODO: add draw code for native data herePoint FrameLT,FrameRB;Point P[5];FrameLT.x=150;FrameLT.y=150;FrameRB.x=320;FrameRB.y=320;pDC->Rectangle((int)FrameLT.x,(int)FrameLT.y,(int)FrameRB.x,(int)FrameRB. y);for(int i = 0; i < 5; i++){P[i].x = (float)(260 + 150*cos(72*i*PI/180) +0.5);P[i].y = (float)(260 + 150*sin(72*i*PI/180) +0.5);}专业班级：学号：姓名：pDC->MoveTo((int)P[0].x,(int)P[0].y);pDC->LineTo((int)P[2].x,(int)P[2].y);pDC->LineTo((int)P[4].x,(int)P[4].y);pDC->LineTo((int)P[1].x,(int)P[1].y);pDC->LineTo((int)P[3].x,(int)P[3].y);pDC->LineTo((int)P[0].x,(int)P[0].y);}void CMyView::Code(Point FrameLT,Point FrameRB,Point P,unsigned char *Flag){unsigned char flag=0;if(P.x<FrameLT.x) flag+=1;if(P.x>FrameRB.x) flag+=2;if(P.y>FrameRB.y) flag+=4;if(P.y<FrameLT.y) flag+=8;(*Flag)=flag;}void CMyView::Clipping(Point FrameLT,Point FrameRB,Point LineSP,Point LineEP){CClientDC dc(this);unsigned char flagSP,flagEP,flagAND,flagOR;double k=(LineEP.y-LineSP.y)/(LineEP.x-LineSP.x);Code(FrameLT,FrameRB,LineSP,&flagSP);Code(FrameLT,FrameRB,LineEP,&flagEP);专业班级：学号：姓名：flagAND=flagSP & flagEP;if(flagAND!=0)return;while(flagSP!=0||flagEP!=0){flagOR=flagSP|flagEP;if((flagOR&0x01)==1){if((flagSP&0x01)==1){LineSP.y=(float)(LineSP.y+k*(FrameLT.x-LineSP.x)); LineSP.x=FrameLT.x;Code(FrameLT,FrameRB,LineSP,&flagSP);}else{LineEP.y=(float)(LineEP.y+k*(FrameLT.x-LineEP.x)); LineEP.x=FrameLT.x;Code(FrameLT,FrameRB,LineEP,&flagEP);}}if((flagOR&0x02)==2){if((flagSP&0x02)==2){LineSP.y=(float)(LineSP.y+k*(FrameRB.x-LineSP.x)); LineSP.x=FrameRB.x;专业班级：学号：姓名：Code(FrameLT,FrameRB,LineSP,&flagSP);}else{LineEP.y=(float)(LineEP.y+k*(FrameRB.x-LineEP.x)); LineEP.x=FrameRB.x;Code(FrameLT,FrameRB,LineEP,&flagEP);}}if((flagOR&0x04)==4){if((flagSP&0x04)==4){LineSP.x=(float)(LineSP.x+(FrameRB.y-LineSP.y)/k); LineSP.y=FrameRB.y;Code(FrameLT,FrameRB,LineSP,&flagSP);}else{LineEP.x=(float)(LineEP.x+(FrameRB.y-LineEP.y)/k); LineEP.y=FrameRB.y;Code(FrameLT,FrameRB,LineEP,&flagEP);}}if((flagOR&0x08)==8){专业班级：学号：姓名：if((flagSP&0x08)==8){LineSP.x=(float)(LineSP.x+(FrameLT.y-LineSP.y)/k); LineSP.y=FrameLT.y;Code(FrameLT,FrameRB,LineSP,&flagSP);}else{LineEP.x=(float)(LineEP.x+(FrameLT.y-LineEP.y)/k); LineEP.y=FrameLT.y;Code(FrameLT,FrameRB,LineEP,&flagEP);}flagAND=flagSP&flagEP;if(flagAND!=0)return;}dc.MoveTo((int)LineSP.x,(int)LineSP.y);dc.LineTo((int)LineEP.x,(int)LineEP.y);}}void CMyView::OnCut() //裁剪{// TODO: Add your command handler code hereCClientDC dc(this);CPen pen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,255));CPen *pOldpen = dc.SelectObject(&pen);专业班级：学号：姓名：CBrush*pBrush=CBrush::FromHandle((HBRUSH)GetStockObject(NULL_BRUSH));dc.SelectObject(pBrush);Point FrameLT,FrameRB;Point P[5];FrameLT.x=150;FrameLT.y=150;FrameRB.x=320;FrameRB.y=320;dc.Rectangle((int)FrameLT.x,(int)FrameLT.y,(int)FrameRB.x,(int)FrameR B.y);for(int i = 0; i < 5; i++){P[i].x = (float)(260 + 150*cos(72*i*PI/180) +0.5);P[i].y = (float)(260 + 150*sin(72*i*PI/180) +0.5);}dc.MoveTo((int)P[0].x,(int)P[0].y);dc.LineTo((int)P[2].x,(int)P[2].y);dc.LineTo((int)P[4].x,(int)P[4].y);dc.LineTo((int)P[1].x,(int)P[1].y);dc.LineTo((int)P[3].x,(int)P[3].y);dc.LineTo((int)P[0].x,(int)P[0].y);dc.SelectObject(pOldpen);专业班级：学号：姓名：dc.Rectangle((int)FrameLT.x,(int)FrameLT.y,(int)FrameRB.x,(int)FrameR B.y);Clipping(FrameLT,FrameRB,P[0],P[2]);Clipping(FrameLT,FrameRB,P[2],P[4]);Clipping(FrameLT,FrameRB,P[4],P[1]);Clipping(FrameLT,FrameRB,P[1],P[3]);Clipping(FrameLT,FrameRB,P[3],P[0]);}四、实验总结：裁剪处理的主要步骤是:①图元关于窗口内外关系的判别；②图元与窗口的求交。
计算机图形学 5.1二维变换
a11b13 a12b23 a13b33 a 21b13 a 22b23 a 23b33 （5-1） a n1b13 a n 2 b23 a n3b33
由线性代数知道，矩阵乘法不满足交换律，只有左矩 阵的列数等于右矩阵的行数时，两个矩阵才可以相乘。 特别地，对于二维变换的两个3×3的方阵A和B，矩阵 相乘公式为：
5.1.1 规范化齐次坐标
为了使图形几何变换表达为图形顶点集合矩阵与 某一变换矩阵相乘的问题，引入了规范化齐次坐标。 所谓齐次坐标就是用n＋1维矢量表示n维矢量。 例如，在二维平面中，点P(x，y)的齐次坐标表示为 （wx，wy，w）。类似地，在三维空间中，点P(x，y，z) 的齐次坐标表示为（wx，wy，wz，w）。这里，w为任一 不为0的比例系数，如果w＝1就是规范化的齐次坐标。 二维点P(x，y)的规范化齐次坐标为〔x，y，1〕，三维 点P(x，y，z)的规范化齐次坐标为〔x，y，z，1〕。不 能写成下标形式，w和x，w和y，w和z是乘法的关系。 定义了规范化齐次坐标以后，图形几何变换可以 表示为图形顶点集合的规范化齐次坐标矩阵与某一变换 矩阵相乘的形式。
x1 x P 2 xn y1 y2 yn 1 1 1
变换后图形顶点集合的规范化齐次坐标矩阵为：
x'1 x' ' P 2 x' n y '1 y' 2 y'n 1 1 1
a b 二维变换矩阵为： T c d l m
a11b11 a12b21 a13b31 a11b12 a12b22 a13b32 a b a b a b a 21b12 a 22b22 a 23b32 21 11 22 21 23 31 a n1b11 a n 2 b21 a n3b31 a n1b12 a n 2 b22 a n3b32
《第2章二维绘图基础》
图层状态控制技巧
打开/关闭图层
在图层管理器中，点击图层名称左侧的灯泡图标，可以打 开或关闭该图层。关闭的图层将不显示在绘图区域中。
冻结/解冻图层
点击图层名称左侧的雪花图标，可以冻结或解冻该图层。 冻结的图层将无法进行编辑和选择，但不影响层名称左侧的锁图标，可以锁定或解锁该图层。锁 定的图层将无法进行编辑和修改，但可以进行选择和查看。
准备绘图工具
选择合适的二维绘图软件，并熟悉其 基本操作和功能。
实例分析：关键步骤和技巧讲解
绘制基本图形
01
利用绘图工具绘制点、线、面等基本图形元素。
进行图形编辑
02
对绘制的图形进行移动、旋转、缩放等编辑操作，以满足特定
需求。
完善细节处理
03
对图形进行细节调整，如修改颜色、线型等，提升图形质量。
实例分析：关键步骤和技巧讲解
精确控制图形位置
使用坐标输入或对象捕捉功能，确保图形的精确定位。
利用图层管理图形
通过图层功能对图形进行分类管理，提高编辑效率。
实例分析：关键步骤和技巧讲解
使用快捷键加速操作
熟练掌握常用快捷键，提高绘图和编辑速度。
保持图形比例和尺寸
在进行缩放等操作时，注意保持图形的比例和尺寸关系。
实例操作演示：详细步骤展示
符号插入法
在文本编辑器中选择插入符号功 能，找到需要的特殊字符并插入。
编码输入法
了解特殊字符的编码，通过输入 编码实现特殊字符的输入。
复制粘贴法
从其他来源复制需要的特殊字符， 然后粘贴到目标位置。
04
图层管理与属性设置
图层概念及作用
图层定义
图层是图形文件中的独立透明薄片， 用于组织和管理不同类型的图形对象 。
CAD中的二维转三维建模技巧
CAD中的二维转三维建模技巧在CAD软件中，二维转三维建模是一个常见且重要的任务。
通过将平面图纸转化为具有深度和真实感的三维模型，我们能够更好地理解和展示设计构思。
下面将介绍一些在CAD软件中进行二维转三维建模的技巧。
1. 使用拉伸命令：拉伸命令能够将二维图形沿着指定方向拉伸，形成立体效果。
首先，在CAD软件中打开二维图形，选择拉伸命令，并指定拉伸的方向和距离。
然后按照需要拉伸的区域进行操作，最后确定完成拉伸。
通过这个简单的命令，可以将简单的平面图形转化为立体的三维模型。
2. 利用旋转命令：旋转命令可以将平面图形绕一个指定的轴线进行旋转，以生成3D效果。
选择需要旋转的图形，指定旋转的轴线和旋转角度，然后按照需要操作进行旋转。
这样，通过旋转命令，我们可以将二维图形转化为一个具有立体感的三维模型。
3. 利用凸起和凹陷命令：在CAD软件中，有些版本会提供凸起和凹陷命令，这些命令可以将二维图形表面进行凸起或凹陷操作，以生成3D效果。
首先选择需要进行操作的图形，然后指定图形的体积或者深度，最后进行凸起或凹陷。
通过这个方法，我们可以将平面图形转化为具有凹凸感的三维模型。
4. 利用复制和移动命令：通过复制和移动命令，我们可以将二维图形在3D空间中进行重复和移动，从而生成复杂的三维模型。
选择需要进行操作的图形，复制或移动到指定的位置和方向，然后不断重复这个操作，直到生成理想的三维模型。
这种方法需要一定的经验和技巧，但可以实现更自由和灵活的二维转三维建模。
5. 利用倒角和圆角命令：倒角和圆角命令可以将图形的边角进行处理，从而使其具有更加真实的形态。
选择需要进行操作的图形，指定需要处理的边角和倒角半径，然后进行倒角或圆角操作。
通过这个方法，我们可以将平面图形的棱角进行处理，使其更加有立体感。
以上是在CAD软件中进行二维转三维建模的一些常用技巧。
通过运用这些技巧，我们可以将简单的二维图形转化为具有深度和真实感的三维模型，更好地展示和体现设计构思。
简述二维动画的制作流程
简述二维动画的制作流程二维动画是指将二维图形以动态方式表现出来的视觉效果，常被用于影片，电视节目等视觉媒体中，包含了针对每一帧的绘制、物理现象的模拟，以及考虑角色的表情表现，而这些均受到制作过程的管理和控制。
本文将从绘制、动画、渲染三个基本流程出发，简要介绍二维动画的制作流程，帮助更多人更好地掌握动画制作技术。
绘制绘制是二维动画流程中最基础最核心的步骤，其目的是将精心设计的角色形象以及背景图像呈现出来，确保后续流程中的连贯性和一致性。
这一步骤的工作内容非常繁杂，从绘制角色头像、背景图像，到编辑色彩、线条等等，这些都是需要经过精心设计的，以保证画面的美观和丰富的细节。
另外，绘制还必须考虑到动画的连续性，比如角色的行走，它在连续的帧中如何表现，绘制者还需要考虑加入更多的动作，以创造更加精彩的画面，以提升动画的质量。
动画动画流程主要是指把绘制出来的角色形象和背景图像进行动态表现，就像将绘制好的人或物，放入真实的环境中，然后通过一系列的运动方式进行动态表现。
在动画过程中，运用摄影技术，把绘制的画面当作实物，让原来固定的画面进行想象、创造。
比如一个动物，可以把它画出来，然后让它移动，把瞬间变成动作，更加生动。
渲染渲染是指将绘制出来的角色形象以及背景图像加入照明光源，增加逼真度。
在动画制作中，渲染既可以通过手动方式实现，也可以采用一些插件、软件来自动完成，采用不同的方式进行渲染，可以使动画更加精细，更加真实，比如可以加入水流的折射、照明的变化等等。
完成一般来说，二维动画的制作流程包含了绘制、动画、渲染等三个基本流程，以及其他一些辅助流程，比如配音、音乐、校对等等，这些流程要经过协调协作，才能最终完成一部精美的二维动画。
每一步流程都有其重要地位，细节上的处理将决定最后动画的效果，通过不同细节的处理，来调节观众的情感，传达出制作者想要表达的东西。
另外，制作队伍的协作和配合也是至关重要的，因为每一个成员都有着自己的贡献，要有共同的目的，和一致的定位，才能获得最佳的效果。
《计算机辅助建筑设计》第六章二维图形编辑
剖面图设计
剖面图展示了建筑物的内部结 构和空间关系，有助于理解建 筑物的功能和设计思路。
•·
1. 内部结构：剖面图需清晰 展示建筑物的内部结构，包 括楼层高度、梁柱布局等。
3. 细节处理：剖面图中的细节 处理也非常重要，如管道、电 线等设施的布局和隐蔽处理。
2. 空间关系：剖面图还需反映 建筑物的空间关系，如室内外 的过渡空间、楼梯、电梯等。
立面图设计
•·
立面图展示了建筑物的外观和立 面效果，是建筑设计中的重要组 成部分。
1. 外观造型：立面图需反映建筑 物的外观造型，包括墙体、屋顶、 门窗等部分的设计。
2. 材料与质感：需考虑立面材料 的选择和质感，以实现建筑物的 外观效果和风格。
3. 光影效果：立面图还需考虑光 影效果，通过合理布局窗户和阴 影来营造出不同的视觉效果。
06
案例分析
案例一：某住宅楼平面设计
总结词
功能分区明确，流线组织合理
详细描述
该住宅楼平面设计采用模块化布局，将公共空间和私人空间进行明确划分。流线组织合理，避免了交 叉和干扰。同时，考虑到采光和通风的需求，合理布置窗户和通风口。
案例二：某博物馆立面设计
总结词
文化元素融入，立面层次丰富
VS
详细描述
选中一个或多个图形对象后，可以使用快捷键 "Ctrl+Alt+滚轮"或菜单命令"编辑"->"旋转"， 对选中的对象进行旋转操作。旋转操作可以改 变对象的角度，但不改变其尺寸。
移动与对齐
移动
选中一个或多个图形对象后，可以使用快捷键"Ctrl+拖动"或菜单命令"编辑"->"移动"，将选中的对象移动到指定 位置。移动操作可以改变对象的位置，但不改变其尺寸和角度。
第六章二维图像的处理(上)
最后，在时间到来时，显示相应的帧，即处理输 入消息句柄。
OnTimer： int i=0; CClientDC dc(this); i ++ ; if( picnum == 6 ) { KillTimer( nIDEvent ); return ; } gamedc->SelectObject( bm[0] ); dc.BitBlt( 0 , 0 , 640 , 480 , gamedc , 0 , 0 , SRCCOPY ); CFrameWnd::OnTimer(nIDEvent);
– 这种方法法是利用屏幕底色将原始图形覆盖掉， 这种方法是实现动画的最简单的方式
– 基本原理可用伪代码表示为 while( 条件=TRUE ) { 在（x, y）位置绘制图形； x, y 延时=设定值； 在（x, y）位置将原来的图形用屏幕底色 （如黑色）覆盖掉； 将（x, y）参数赋新值； }
– 缺点：这个方法实现的动画有着明显的闪烁效 果。 – 应用：色覆盖法一般只适用于对图像质量要求 不高的情形，或者动画本身极为简单的情形， 例如：天空中不断闪烁的星星等 。
• 多缓冲技术法
– 多缓冲技术是将图形绘制在不同的帧中，通过将屏幕 在这些不同的帧之间进行切换，来达到动画效果。具 体的帧数目可以根据实际动画的需要自行确定。 – 算法的实现 ：
HDC HDC HDC int void void
hMemoryDC; hScreenDC; hMemoryDCBk; screenX, screenY; DrawPictureOnMemoryDC ( HDC hDC ); JudgeAndAmendMemoryDCBk( HDC hDC )
– 函数的原型为：
UINT_PTR SetTimer( UINT_PTR nIDEvent, UINT nElapse, void (CALLBACK* lpfnTimer)( HWND, UINT, UINT_PTR, DWORD ) ); afx_msg void OnTimer( UINT_PTR nIDEvent ); BOOL KillTimer( UINT_PTR nIDEvent );