曹颖超

【摘 要】在计算机图形学教学中，视向变换是一个重点难点，而这部分内容又是后续学习的基础，本文根据笔者多年的教学实践，详细阐述了绕任意直线旋转的讲解要点及其与视向变换的关系。使学生易于理解视向变换，间接降低三维图形显示的难度，对于学生掌握三维图形的显示有着极为重要的意义。

【关键词】视向变换；三维复合变换；三维图形显示

在计算机图形学三维图形显示中，视向变换是比较抽象难理解的一部分内容[1]，而这部分内容又是三维裁剪、消隐和真实感图形的基础，因此可以说是难点也是重点。三维复合变换中的绕任意直线旋转与视向变换有着极为密切的联系，如果在教学中将绕任意直线的旋转变换讲解透彻，学生就可以自己推导理解视向变换的实现过程。本文根据作者多年的教学实践，详细阐述了绕任意直线旋转的讲解要点及其与视向变换的关系。

1 绕任意直线旋转在三维图形显示中的重要性

在三维图形的基本显示流程中（如图1）[2]，视向变换又称观察变换是最为抽象的部分，其目的是将世界坐标系中的三维图形变换到视坐标系（又称观察坐标系）。其实质是寻找一个坐标变换矩阵，使得视点为视坐标系的原点，观察方向为视坐标系的Z轴方向。由于世界坐标系是一个右手坐标系，视坐标系是一个左手坐标系，实现时，先将将观察方向变换为视坐标系的Z轴，再将X轴取反方向。这一点，与三维图形绕任意直线的旋转基本相同。……