第3章計算機圖形顯示及建模技術3.1計算機圖形顯示及輸出設備

1-陰極射線管顯示器2．光柵掃描顯示器3，打印機4．繪圖儀3.2圖形元素生成，的基本原理

3.3.2圖形的幾何變換圖形的幾何變換，就是對已有的圖形的幾何信息，按照要求對其進行的圖形變換，也可以將簡單的圖形經過變換后生成復雜的圖形。圖形變換是利用矩陣運算完成的。圖形的基本幾何變換包括平移、旋轉、比例縮放、對稱、錯切等五種。在圖形的變換過程中，復雜的變化往往分解為上述基礎的變換，或者可以認為，基礎的幾何變換通過不同的組合可以實現復雜的圖形變化過程。二維圖形變換1.圖形變換基礎坐標P={xy1}奇次坐標整體縮放2.平移變換2.比例變換3.對稱變換旋轉變換(5)錯切變換2．組合變換3.2.3圖形真實感處理簡介

圖形真實感處理技術主要包括三維實體造型、消隱處理、光照模式、透明處理、陰影處理、紋理映射等。1．三維實體造型三維實體在計算機中常用的模型有：線框模型、表面模型和實體模型等。無論采用何種方法進行三維實體建模，其實質都為利用計算機技術在二維的平面上模擬顯示物體在自然狀態下的三個方向的尺寸和形狀結構。計算機三維實體建模的實現，涉及物體的投影等一系列變換。2．消隱處理計算機上顯示零件或部件時，有時會出現零件或部件自身的一些結構和零件之間相互遮擋、重疊的現象。計算機要真實地顯示零件和部件之間的相互位置關系，被遮擋的部分就不能在圖形中出現，因此，必須進行消隱處理，觀察點確定后，找出并消除圖形中不可見的部分，稱為消隱。消隱處理的實質就是在模擬真實世界中的物體時，零部件看不見的部分應不顯示。故對顯示的物體應進行消除隱藏線和隱藏面的技術處理，從而反映物體之間的遮擋位置關系。常用的消隱算法有畫家算法、深度排序算法、深度緩沖器算法（Z緩沖器算法）、區域細分算法（Warnock算法）和BSP樹算法等。3。光照模式光照模式描述了物體表面的顏色、亮度與物體所在酌空間位置、方向、物體屬性及光源之間的相互關系，根據上述因素依據光照模式計算出對應的計算機屏幕中的表示物體各像素點的顏色，最終將物體顯示。光照模式包括局部光照模式（簡單光照模式）和整體光照模式。3.3、幾何建模方法線模型：只反映出三維形體的一部分形狀信息表面模型：把在線模型中棱線包圍的部分定義成面，所形成的模型實體模型：不僅確定了面，而且確定了表面的哪一側存在實體2.1.1-1、幾何造型中常用的表示形式(1)線模型不能消隱，著色，特征處理（2）面模型在三維消隱、著色有特點不能進行有限元分析、物性計算，不存在面之間的關系。

線框建模的特點：1)線框建模運用點、線等基本幾何元素構造立體結構，因此，該方法需要的信息少，數據結構簡單，所占的內存少。一般數據的存儲形式采用表結構，將物體的數據用頂蠃表和邊表保存，操作簡單。2)容易生成工程圖樣，視圖之間能夠保持正確的投影關系，還可以生成軸測圖和透視圖及其他投影方向的視圖。3)線框建模缺乏面的信息，特別在構造曲面立體結構時，表達不夠準確，當產品的結構較復雜時，構造模型就容易出現偏差，所構造的物體存在不確定性，會產生多種結構，造成與預期的設計不一致。4)線框建模由于缺乏體的信息，因此，無法進行物性分析，不能自動進行有限元網格的劃分，無法生成數控加工的刀位文件以及加工刀具的軌跡，也無法在零部件之間進行干涉和碰撞檢測等。實體建模方法在計算機內部的表示有：邊界表示法(BoundaryREPresentation，B—REP)、實體結構幾何法（ConstructiveSolidGeometry，CSG法）以及B—REP和CSG混合表示法。3.3.3實體建模實體造型方法邊界表示法：邊界表示法采用“點一邊一面一體”的方式來表示實體，它以實體的邊界為基礎，通過描繪實體的表面邊界來描述實體。是通過“點一邊一面一體”而實現。（B-REP)2.1.2、實體結構幾何法子實體：立方體，平行六面體，柱體，球體，環，圓錐運算：加，減，相交可以計算：質量、慣性矩、密度、和其他要素CGS法耗時、存儲量大基本體素：拉伸體旋轉體掃描體等厚體縫合體倒園體倒角體3.3.6特征建模

特征就是一個對象（如實體或零件）上所具有的全部信息，不僅僅局限于實體的形狀、結構，而且包含了對象從設計到制造全過程的所有信息，包括該對象的幾何形狀、功能和屬性。包括幾何形狀特征、管理特征、技術特征、材料特征、精度特征、裝配特征。工藝特征體凸臺、凹腔、孔、鍵槽、螺紋