GIS基础-地表可视化技术之投影与坐标变换

把三维物体变为二维图形表示的过程称为投影变换。投影变换的分类情况如下表所示：

正平行投影

投影方向垂直于投影平面的投影称为正平行投影，我们通常所说的三视图均属于正平行投影。三视图的生成就是把x、y、z坐标系的形体投影到z=0的平面，变换到u、v、w坐标系。一般还需将三个视图在一个平面上画出，这时就得到下面的变换公式，其中(a，b)为u、v坐标系下的值，tx、ty、tz均如图中所示。

透视投影

透视投影的视线（投影线）是从视点（观察点）出发，视线是不平行的。不平行于投影平面的视线汇聚的一点称为灭点，在坐标轴上的灭点叫做主灭点。主灭点数和投影平面切割坐标轴的数量相对应。按照主灭点的个数，透视投影可分为一点透视、二点透视和三点透视。

坐标变换

实际上，从三维空间到二维平面，就如同用相机拍照一样，通常都要经历以下几个步骤（括号内表示的是相应的图形学概念）：

第一步，将相机置于三角架上，让它对准三维景物（视点变换，Viewing Transformation）。

第二步，将三维物体放在适当的位置（模型变换，Modeling Transformation）。

第三步，选择相机镜头并调焦，使三维物体投影在二维胶片上（投影变换，Projection Transformation）。

第四步，决定二维像片的大小（视口变换，Viewport Transformation）。

这样，一个三维空间里的物体就可以用相应的二维平面物体表示了，也就能在二维的电脑屏幕上正确显示了。