一、簡介
馬三最近開始學習計算機圖形學了，買了兩本書，其中一本是國內的，還是什么大學的教材，不過寫得真不咋樣啊。另外一本是大名鼎鼎的《計算機圖形學》第四版。最近接觸了下計算機圖形學中的坐標系統，做個筆記。
二、計算機圖形學中的坐標系統
1.建模坐標系（MC）
建模坐標系是一個局部坐標系，同時可以是一個典型的平面直角坐標系，它的出現主要是為了模型構建與變換的方便。一般而言，我們總是習慣與將基本形體或圖形與某些位於物體上的角點、中心點或靠近它們的點聯系起來考慮，比如在創建圓形的時候，一般將圓心作為參考點來創建圓周上其他各點，這時實質上就構建了一個以圓心為原點的參考坐標系。在對圓形進行變換時，類似地，一般以圓心為參考點來進行變換，也較為直觀與方便。
2.世界坐標系（WC）
一旦對物體進行了建模，下一步就是將各個對象或者圖形組合放到我們希望繪制的平面場景中。如上所述，每一個對象在創建時都有自身的建模坐標系，當我們將其組合放置在一起時，為了確定每一個對象的位置及其他對象的相對位置，就必須拋棄每一個對象自身的坐標系，將其納入到一個統一的坐標系中，這個坐標系稱為世界坐標系，也稱用戶坐標系，它是一個全局坐標系，也是一個典型的平面直角坐標系。這個過程實質上是將一個物體從局部空間組合裝配到世界空間的變換過程。
3.觀察坐標系（VC）
當二維圖形場景確定后，用戶可根據圖形顯示的要求定義觀察區域和觀察方向，得到所期望的顯示結果，這其實是需要定義視點（或照相機）的位置與方向，完成從觀察者角度對整個世界坐標系內的對象進行重新定位和描述，簡化后續二維圖形在投影面成像的推導和計算。因此，有必要引入觀察坐標系來完成這件事情。下圖即為觀察坐標系示意圖：
圖1：觀察坐標系
4.規范化設備坐標系（NDC）
為了使觀察處理獨立於輸出設備，我們可以將對象描述轉換到一個中間坐標系，這個坐標系既獨立於設備，又可以容易地轉變成設備坐標系。通常將這個中間坐標系稱為規范化設備坐標系，其坐標范圍為 [0,1]，這樣可以使二維觀察結果獨立於可能使用的各種輸出與顯示設備，提高應用程序的可移植性與設備無關性。
5.設備坐標系（DC）
為了便於輸出二維觀察結果，DC用於定義圖像空間，也稱為屏幕坐標系或者像素坐標系。它主要是用於某一特殊的計算機圖形顯示設備表面的像素定義，在多數情況下，對於每一個具體的顯示設備，都有一個單獨的坐標系。在定義了顯示窗口的情況下，可進一步在設備坐標系中定義稱為視區的有限區域。視區的成像即為實際所觀察到的。設備坐標系一般都與特定的輸出設備相聯系，其坐標系是離散的整數值。
為了便於理解上述概念，下面放幾張示意圖：
圖2：坐標系轉換過程
圖3：坐標系轉換流程示意圖
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作者：馬三小伙兒
出處：https://www.cnblogs.com/msxh/p/9939848.html
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