在计算机图形学、CAD（计算机辅助设计）和图像处理领域，“视口裁剪”（Viewport Clipping）是一个非常重要的概念和功能，它的核心思想是：定义一个可见区域，只有位于这个区域内的内容才会被显示，区域外的内容则被隐藏或裁剪掉。

这就像用一个方形的或异形的“取景框”去看一幅画，你只能看到取景框框住的部分,画的其他部分都被遮挡了。

核心概念解析

1. 视口

   • 定义：视口是屏幕上的一个矩形区域，它是观察三维模型或二维图形的“窗口”或“镜头”，在CAD软件（如AutoCAD）中，一个图形文件中可以创建多个视口，每个视口可以显示模型的不同视图（如俯视图、前视图、等轴测图等）。
   • 作用：用于管理和展示模型的不同部分或不同视角。

2. 裁剪

   • 定义：裁剪是一个过程，它根据一个预定义的边界（称为“裁剪边界”或“裁剪多边形”）来决定哪些内容是可见的,哪些是不可见的。
   • 作用：隐藏不需要显示的信息，使图形更清晰、更专注于特定区域。

结合在一起，“视口裁剪”就是指在一个视口中，用一个自定义的形状（不一定是矩形）来限制其显示范围。

主要功能和用途

为什么需要视口裁剪？主要有以下几个原因：

1. 聚焦细节：在一张复杂的工程图中，你可能只想在某个视口中突出显示一个零件的细节，通过裁剪掉视口的周边部分,可以让观众的注意力集中在特定区域。
2. 创建非矩形布局：默认的视口是矩形的，但有时为了版面设计的美观或功能的需要，你可能需要圆形、多边形甚至是不规则形状的视口,视口裁剪是实现这一效果的主要方法。
3. 简化复杂视图：当模型非常复杂时，一个大的视口会显得杂乱，可以通过裁剪，只显示当前需要关注的部分,使视图更易于阅读和理解。
4. 遮挡背景信息：在布局空间中，有时需要用视口来遮挡掉一些注释、图框或其他不希望被看到的元素,使最终的图纸布局更加专业和整洁。

在不同软件中的具体实现（以AutoCAD为例）

AutoCAD是视口裁剪功能最典型的应用软件之一，在AutoCAD中，主要有两种类型的视口,它们的裁剪方法不同：

布局视口 的裁剪

这是最常用、最标准的视口裁剪方式。

• 操作步骤：

  
  （图片来源网络，侵删）
  1. 切换到布局空间（通常名为“布局1”或“布局2”）。
  2. 确保当前视口是活动状态（点击视口内部，边界会高亮显示）。
  3. 在命令行输入 VP 或 VPCLIP,然后按回车键。
  4. 命令行会提示：选择要裁剪的视口,用鼠标点击你想要裁剪的那个视口。
  5. 命令行接着提示：选择剪裁对象或 [多边形(P)] <多边形>。
     • 选择剪裁对象：如果你已经有一个现成的闭合图形（如圆形、多边形、椭圆等）,可以直接选择它作为裁剪边界。
     • 多边形：这是最常用的选项，输入 P，然后按回车，系统会提示你指定一系列点来绘制一个自定义的多边形，绘制完成后，按回车键闭合多边形,视口就会变成这个多边形的形状。
  6. 裁剪完成后，原来的矩形视口边界消失，只剩下你定义的形状，你仍然可以双击视口内部进入模型空间进行平移和缩放,但可见范围被限制在了裁剪边界内。

• 如何取消裁剪？

  • 再次运行 VPCLIP 命令。
  • 选择被裁剪的视口。
  • 在提示 删除剪裁对象吗？ 时，输入 Y 并按回车,即可恢复为原始的矩形视口。

浮动视口 的裁剪

浮动视口是模型空间中的一种对象,通常用于动态块或更复杂的交互中。

• 操作步骤：
  1. 确保你有一个创建好的浮动视口对象。
  2. 选中这个浮动视口。
  3. 在特性面板中，找到“裁剪”选项。
  4. 将“裁剪”的值从“关”改为“开”。
  5. 你可以使用 VPCLIP 命令,或者直接在视口对象上使用夹点来调整其裁剪形状。

其他软件中的类似功能

虽然命令名称可能不同，但“视口裁剪”的概念在许多软件中都有体现：

• 3D建模软件 (如 3ds Max, Blender, Maya)：

  • 视口/视图设置：这些软件的视图窗口本身就可以被设置为“显示框线”（Show Safe Frame），这可以看作是一种简单的裁剪提示,确保渲染内容不会超出最终画面。
  • Gizmo/控制器：通过修改灯光、相机或修改器的Gizmo（控制器手柄），可以间接实现类似裁剪的效果,控制影响的范围。
  • 渲染元素：在后期合成时,可以使用遮罩来模拟裁剪效果。

• 图像处理软件 (如 Adobe Photoshop, After Effects)：

  • 图层蒙版：这是最核心的“裁剪”功能，通过在图层上添加蒙版，用画笔绘制黑色（隐藏）、白色（显示）或灰色（半透明），可以精确控制图像的哪些部分可见,这与视口裁剪的原理完全一致。
  • 矢量蒙版：使用矢量形状（如圆形、多边形）来创建硬边的裁剪效果,与CAD中的视口裁剪非常相似。
  • 不透明度/填充：调整这些参数也可以看作是一种“软裁剪”,整体控制图层的可见度。

视口裁剪是一个强大而实用的工具，它通过定义一个自定义的可见边界，极大地提升了图形显示的灵活性和专业性,是CAD和图形设计领域中不可或缺的一项基本技能。