计算机图形学09：二维观察之点的裁剪

作者：非妃是公主
专栏：《计算机图形学》
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个性签：顺境不惰，逆境不馁，以心制境，万事可成。——曾国藩

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序

计算机图形学（英语：computer graphics，缩写为CG）是研究计算机在硬件和软件的帮助下创建计算机图形的科学学科，是计算机科学的一个分支领域，主要关注数字合成与操作视觉的图形内容。虽然这个词通常被认为是指三维图形，事实上同时包括了二维图形以及影像处理。

---

一、二维观察基本流程

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、算法原理

其中：

• wxl表示显示窗口左边界(window x left)。
• wxr表示显示窗口右边界(window x right)。
• wyb表示显示窗口左边界(window y below)。
• wyt表示显示窗口左边界(window y top)。

---

三、OpenGL代码实现

算法代码如下：

/// 

/// 点的裁剪
/// 
/// 储存点的数组
/// 窗口的左边缘
/// 窗口的右边缘
/// 窗口的下边缘
/// 窗口的上边缘
/// 在窗口内的点的数组
vector<VERTEX> cropPoint(vector<VERTEX> pnts, int wxl, int wxr, int wyb, int wyt) {
	vector<VERTEX> res;
	for (int i = 0; i < pnts.size(); i++) {
		VERTEX tmp;
		tmp.x = pnts[i].x;
		tmp.y = pnts[i].y;
		if (tmp.x > wxl && tmp.x<wxr && tmp.y>wyb && tmp.y < wyt) {
			res.push_back(tmp);
		}
	}
	return res;
}

测试代码及 OpenGL 代码框架如下：

void drawPoints1() {
	vector<VERTEX> res = _polygon;
	glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);			// 设置颜色为红色进行填充
	glPointSize(5);
	glBegin(GL_POINTS);
	
	for (int i = 0; i < res.size(); i++) {
		glVertex2i(res[i].x, res[i].y);
	}
	glEnd();
}

void drawPoints2() {
	vector<VERTEX> res = cropPoint(_polygon, 20, 200, 30, 200); 
	glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);			// 设置颜色为红色进行填充
	glPointSize(5);
	glBegin(GL_POINTS);
	
	for (int i = 0; i < res.size(); i++) {
		glVertex2i(res[i].x, res[i].y);
	}
	glEnd();
}

// 显示图形
void Display(void) {
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);		//用当前背景色填充窗口
	glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
	
	// 此处需增加调用基本图形生成函数
	Bhline(20, 30, 200, 30);
	Bhline(200, 30, 200, 200);
	Bhline(200, 200, 20, 200);
	Bhline(20, 200, 20, 30);
	drawPoints1();
	
	glFlush();
}

// 第2个窗口中的图形绘制
void Displayw(void)
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
	// 此处进行裁剪
	Bhline(20, 30, 200, 30);
	Bhline(200, 30, 200, 200);
	Bhline(200, 200, 20, 200);
	Bhline(20, 200, 20, 30);
	drawPoints2();

	glFlush();
}

// 键盘响应函数
void KeyEvent(unsigned char key, int x, int y) {
	switch (key) {
	case 'r':
	{
		glutPostRedisplay();
	}
	break;
	default: break;
	}
}

int main(int argc, char* argv[]) {
	VERTEX p[7] = { {210, 160}, {90, 240}, {30, 140}, {90, 20}, {180, 100}, {240, 20}, {360, 180} };
	for (int i = 0; i < 7; i++)	_polygon.push_back(p[i]);

	glutInit(&argc, argv);								// glut初始化
	glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);		// 初始化窗口的显示模式
	glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);			// 设置窗口的尺寸
	glutInitWindowPosition(0, 200);						// 设置窗口的位置
	glutCreateWindow("原始图形");						// 创建一个窗口
	glutDisplayFunc(Display);							// 设置当前窗口的显示回调函数
	glutReshapeFunc(ChangeSize);						// 指定窗口大小变化响应函数
	glutKeyboardFunc(KeyEvent);							// 指定键盘响应函数
	Initial();											// 完成窗口初始化

	glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
	glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);			// 设置窗口的尺寸
	glutInitWindowPosition(50 + winWidth, 200);			// 设置窗口的位置
	glutCreateWindow("裁剪后的图形");
	glutDisplayFunc(Displayw);							// 设置当前窗口的显示回调函数
	glutReshapeFunc(ChangeSize);						// 指定窗口大小变化响应函数
	Initial();

	glutMainLoop();										//启动主GLUT事件处理循环
	return 0;
}

四、效果展示

从图中可以看出，经过裁剪，只剩下了方框内的点。

---

the end……

二维观察之点的裁剪到这里就要结束啦~~到此既是缘分，欢迎您的点赞、评论、收藏！关注我，不迷路，我们下期再见！！

我是Cherries，一位计算机科班在校大学生，写博客用来记录自己平时的所思所想！
内容繁杂，又才疏学浅，难免存在错误，欢迎各位大佬的批评指正！
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