计算机图形学01——坐标系

在构造和显示一个场景的过程中会使用几个不同的笛卡儿参照系。

首先在各自的坐标系统中构造每一个对象的形状 比如 一个人 这个称作局部坐标

一旦生成单个物体的形状 我们就要将对象放入到世界的坐标系中 这一步涉及从单独的建模坐标系到世界坐标系的指定位置和方向的变化。

那我们屏幕显示的东西 是经过一个过程 叫观察流水线

就是把世界坐标系位置首先转换到我们要对场景进行观察的摄像机   对应的观察坐标系 在经过投影坐标

然后将对象位置变换到场景的一个二维投影 这个也就是对应的屏幕上看到的结果

然后将该场景存入规范化坐标系(为了便于图形处理，引入一个与设备无关的坐标系) 然后在识别可见面并清除显示之后的图形部分

最后图形经扫描转换到光栅系统中进行显示  屏幕坐标系

世界坐标系 坐标系统主要用于计算机图形场景中的所有图形对象的空间定位和定义

局部坐标系  独立于世界坐标系来定义物体几何特性

观察坐标系 观察坐标系通常是以视点的位置为原点，通过用户指定的一个向上的观察向量来定义整个坐标系统，观察坐标系主要用于从观察者的角度对整个世界坐标系内的对象进行重新定位和描述，从而简化几何物体在投影面的成像的数学推导和计算

投影坐标系 物体从世界坐标描述转换到观察坐标后，可将三维物体投影到二维表面上，即投影到虚拟摄像机的胶片上，这个过程就是投影变换。以胶片中心为参考原点的空间坐标系称为投影坐标系，物体在投影坐标系中的坐标称为投影坐标。

设备坐标系 是图形设备上采用的与具体设备相关的坐标系。设备坐标系一般采用整数坐标，其坐标范围由具体设备的分辨率决定。设备坐标系上的一个点一般对应图形设备上的一个像素。由于具体设备的限制，设备坐标系的坐标范围一般是有限的。

规格化设备坐标系 是为了避免设备相关性而定义的一种虚拟的设备坐标系。规格化坐标系的坐标范围一般从0到1，也有的是从-1到＋1。采用规格化设备坐标系的好处是屏蔽了具体设备的分辨率，使得图形处理能够尽量避开对具体设备坐标的考虑。实际图形处理时，先将世界坐标转换成对应的规格化设备坐标，然后再将规格化设备坐标映射到具体的设备坐标上去。

屏幕坐标系统 也称设备坐标系统，它主要用于某一特殊的计算机图形显示设备(如光栅显示器)的表面的点的定义，在多数情况下，对于每一个具体的显示设备，都有一个单独的坐标系统，在定义了成像窗口的情况下，可进一步在屏幕坐标系统中定义称为视图区(view port)的有界区域，视图区中的成像即为实际所观察到的。

看看图片比较清楚

顺序是按照从左到右的顺序：