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计算机图形学

课程设计报告

题 目： 三维线段的端点编码裁剪及显示

专业班级： 信计 1101班

时 间： 2014 年 1 月 2 日

计算机图形学课程设计报告

一、所选题目

三维线段的端点编码裁剪算法及显示

二、题目要求

对于三维线段，裁剪体为长方体，应用端点编码裁剪算法对线段进行裁剪，

做 XOY 平面的平行投影，要求分别绘制裁剪体、带裁剪线段和裁剪后线段。

三、小组成员及具体分工

薛小娜(组长)：算法设计，编译

杨 益：算法分析

张龙娟：完善程序

程军强：报告总结

四、任务分析

本题主要包括两个任务：

(1)长方体及三维线段的显示流程； (2)三维线段的端点编码裁剪算法。

任务( 1)中，包括长方体的定义：三维点结构(齐次坐标，结构中应有

x, y, z, w 分量)；面结构，其实为面的外环，即构成该面的顶点序列(逆时针顺

序)；三维线段的两个端点；三维几何变换；平行投影变换；窗口 -视区变换；

任务( 2)中，长方体的六个边界定义，三维点的端点编码，三维线段端点

编码裁剪算法

五、核心算法描述

1.裁剪矩形的实现

对于裁剪矩形，可在头文件里定义三维点齐次结构 HOMOCOORD ，三维齐

次结构中有 x,y,z,w 四个分量，分别对应矩形的八个顶点的三维坐标 x,y,z 及其次

坐标 w=1 。定义面结构 PLANE ，面结构中包含该面的四个顶点(逆时针顺序) 。

通过这两个结构可以将实现裁剪矩形顶点的保存。

再定义 PLANE 结构，该结构包含 x,y ，分别用来存储三维坐标转换为二维

坐标后的顶点信息。

2.三维直线的端点编码裁剪算法

⑴ 编码规则：

根据直线的任一端点 P(x,y,z)相对于窗口的位置，可以赋予一组 6 位二进制

区域编码 RC=C C C C C C ,从右到左依次代表左，右，下，上，后，前。

6 5 4 3 2 1

为了保证窗口内直线线段端点编码 RC 的 6 位二进制区域码全部为零， 每位

二进制区域编码编码规则如下：

第一位 C :若端点位于窗口之后侧，则 C =1，否则 C =0；

1 1 1

第一位 C :若端点位于窗口之前侧，则 C =1，否则 C =0 ；

2 2 2

第一位 C :若端点位于窗口之左侧，则 C =1，否则 C =0 ；

3 3 3

第一位 C4 :若端点位于窗口之右侧，则 C4 =1，否则 C4 =0 ；

第一位 C :若端点位于窗口之下侧，则 C =1，否则 C =0 ；

5 5 5

第一位 C :若端点位于窗口之上侧，则 C =1，否则 C =0 ；

6 6 6

⑵裁剪算法：

① 首先需要计算三维直线的俩个端点的编码；并且假设初始化