两种二维线裁剪算法的研究

摘要

随着虚拟现实、人机交互和计算机动画等相关学科的快速发展，人们对计算机图形学的真实感要求越来越高。裁剪在计算机图形学应用中占据重要的位置，本文研究了之前学者提出的二维线段裁剪算法，深入阐述了其中的优点和不足,在此基础之上，分别提出了基于Cohen-Sutherland(CS)线段裁剪的改进算法和Nicholl-Lee-Nicholl(NLN)线段裁剪的改进算法，取得了较好的效果。
　　本文分析了现有CS线段裁剪算法的不足，针对CS线段裁剪算法既不能有效地判断出线段是否完全在窗口之外，又可能求解出无效交点的情况，本文提出了改进算法。给定一个线段,由计算剪裁窗口顶点到线段的有向距离符号来判断线段与窗口的位置关系，避免求取无效交点的操作。实验表明,改进后的CS算法和现有改进算法相比，效率有一定的提高。NLN线段裁剪算法通过在裁剪窗口周围创立多个区域，在求交之前尽量更多的进行区域测试，从而达到避免多次求交的目的。NLN算法需要线段的斜率分别与任意一个端点到四个角点连线的斜率进行比较，多次的斜率运算会降低裁剪的效率。改进的NLN线段裁剪算法充分利用线段两个端点和四个角点的位置关系，利用线段隐方程运算，提高了裁剪效率。

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1绪 论

1.1 计算机图形学的发展

1.2 计算机图形学的主要应用

1.3 国内外二维线裁剪研究现状

1.4 本课题研究意义

1.5 本文的主要工作和研究内容

2 二维线裁剪基本原理

2.1 二维线裁剪的概念

2.2 二维线裁剪算法

2.3 Cohen-Sutherland线裁剪算法分析

2.4 Nicholl-Lee-Nicholl线裁剪算法分析

2.5 现有线裁剪改进算法分析

2.6 本章小结

3 Cohen-Sutherland线裁剪算法的改进

3.1 改进算法的思想

3.2 改进算法的流程图

3.3 改进算法的步骤

3.4 裁剪效率分析

3.5 本章小结

4 Nicholl-Lee-Nicholl线裁剪算法的改进

4.1 Nicholl-Lee-Nicholl线裁剪改进算法思想

4.2 Nicholl-Lee-Nicholl线裁剪改进算法分析

4.3 改进算法流程图

4.4 裁剪效率分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 论文工作总结

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参与的项目及发表的学术论文