清华大学土木工程CAD技术基础chapter4021.pdf

土木工程CAD技术基础 第四章：计算机图形技术 清华大学土木工程系 第四章：计算机图形技术 4-1 基本图形生成 4-2 图形几何变换 4-3 图形显示处理 4-4 工程绘图程序设计 4-1 基本图形生成 常用的坐标系 用户坐标系 用户描述或输入图形的坐标系 一般取直角坐标系，取值范围是实数域，单位是任意 的。 设备坐标系 图形设备输出图形的坐标系 一般为二维坐标，取值范围是某一个整域，常用单位 是光栅单位和脉冲当量。 规格化坐标系 虚拟的坐标系，与设备无关， 通常取无量纲单位 。 基本图形元素 矢量图形 以直线段作为基本元素 矢量图形生成器： 随机扫描显示器 笔式绘图仪 光栅图形 以点作为基本元素 光栅图形生成器： 光栅扫描显示器 静电绘图仪和喷墨绘图仪 直线和直线图形 1. 生成直线的基本算法 问题的提出 笔式绘图仪: 任意一条斜直线，是由x, y方向的 直线组合成的阶梯线来近似。 直线由什么样的阶梯线近似？画笔的每一步方 向如何确定？ 光栅扫描显示器: 显示任意一条直线，是确定 发亮的象素点最佳逼近直线。 如何选择发亮的象素最佳逼近直线？ 取决于生成直线的基本算法 取决于生成直线的基本算法 基本原理: “增量法” 产生 x 和 y 两个方向的 “走步” 信号，据此指 示电子束偏移或绘图笔动作 。 x走步＝△ｘ／step y走步＝△y ／step 其中: △x, △y 直线起始点到终止点x, y方向 上的位移量; step 设备的单位步长。 各种方法的不同点 判断、生成 x, y信号的过程和方法不同 发送的命令不同 各自更为适应的设备对象不同 生成直线的常用算法 笔式绘图仪——逐点比较法、正负法； 光栅扫描显示器——DDA法、Bresenham法 对称DDA法 简单DDA法 直线和直线图形 2. 直线的属性 线宽 直线的宽度一般是在设备坐标下定义 把设备能产生的最小直线宽度作为基准， 再定义二倍宽或四倍宽的直线。 线型 长度定义一般在用户坐标系下进行 Tline ( x 1,y 1, x2, y 2, dy 1, dk 1, lt ) dy 1：实线长度、dk 1：虚线长 度 lt ：线型名 ( x2 , y2 ) SL ( tx,ty ) dkl d y l ang ( x