计算机图形学实验报告
计算机图形学
实验报告
姓名：谢云飞
学号：20112497
班级：计算机科学与技术11-2班实验地点：逸夫楼507
实验时间：2014.03
实验1直线的生成
1实验目的和要求
理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析
实验数据的能力；
编程实现DDA算法、Bresenham中点算法；对于给定起点和终点的
直线，分别调用DDA算法和Bresenham中点算法进行批量绘制，并记
录两种算法的绘制时间；利用excel等数据分析软件，将试验结果编
制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。
2实验环境和工具
开发环境：Visual C++ 6.0
实验平台：Experiment_Frame_One（自制平台）。
本实验提供名为 Experiment_Frame_One的平台，该平台提供基本
绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现DDA算法和Mid_Bresenham
算法，并进行分析。
?平台界面：如错误！未找到引用源。所示
?设置：通过view->setting菜单进入，如错误！未找到引
用源。所示
?输入：通过view->input…菜单进入.如错误！未找到引用
源。所示
?实现算法：
◆DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0,
int Y0, int X1, int Y1)
Mid_Bresenham法：void CExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1)
3实验结果
3.1程序流程图
1）DDA算法流程图：开始
定义两点坐标差dx，dy，以及epsl，计数k=0，描绘点坐标x,y，x增
量xIncre，y增量yIncre
↓
输入两点坐标x1,y1,x0,y0
↓
dx=x1-x0,dy=y1-y0;
＿＿＿＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿＿＿＿
↓↓
若|dx|>|dy| 反之
epsl=|dx| epsl=|dy|
↓＿＿＿＿＿＿＿＿...＿＿＿＿＿＿＿＿↓
↓
xIncre=dx/epsl; yIncre=dy/epsl
↓
填充(强制整形)(x+0.5,y+0.5);
↓←←←←
横坐标x+xIncre;
纵坐标y+yIncre;
↓↑
若k<=epsl →→→k++
↓
结束
2）Mid_Bresenham算法流程图开始
↓
定义整形dx,dy,判断值d,以及UpIncre,DownIncre,填充点x,y
↓
输入x0,y0,x1,y1
＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿
↓↓
若x0>x1 反之
x=x1;x1=x0;x0=x; x=x0;
Y=y1;y1=y0;y0=y; y=y0;
↓＿＿＿＿＿＿..＿＿＿＿＿＿↓
↓
坐标差dx=x1-x0;dy=y1-y0;
判断值d=dx-2*dy;
UpIncre=2*dx-2*dy;DownIncre=-2*dy;
↓
填充点(x,y)，且x=x+1;
＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿←←←
↓↓↑
若d<0 反之
y=y+1,且d=d+UpIncre d=d+DownIncre
↓＿＿＿＿＿＿.＿＿＿＿＿＿↓↑↑
↓
若x<=x1 →→→↑
↓
结束
3.2程序代码
void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1)
{
//----------请实现DDA算法------------//
int dx,dy,epsl,k;
float x,y,xIncre,yIncre;
dx=X1-X0; dy=Y1-X0;
x=X0; y=Y0;
if(abs(dx)>abs(dy)) epsl=abs(dx);
else epsl=abs(dy);
xIncre=(float)dx/(float)epsl;
yIncre=(float)dy/(float)epsl;
for(k=0;k<=epsl;k++){
DrawPixel((int)(x+0.5),(int)(y+0.5));
x+=xIncre;
y+=yIncre;
}
}
void CExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1)
{
//-------请实现Mid_Bresenham算法-------//
int dx,dy,d,UpIncre,DownIncre,x,y,xend;
if(X0>X1){
x=X1;X1=X0;X0=x;
y=Y1;Y1=Y0;Y0=y;
}
x=X0;y=Y0;
dx=X1-X0;dy=Y1-Y0;
d=dx-2*dy;
UpIncre=2*dx-2*dy;
DownIncre=-2*dy;
while(x DrawPixel(x,y); x++; if(d<0){ y++; d+=UpIncre; } else d+=DownIncre; } } 3.3运行结果 3.4运行结果分析 DDA算法基本上没有什么问题，Mid_Bresenham算法在网格尺寸比较大时误差较大，通过改变网格尺寸大小即能较为精确地描绘出所绘直线。总之在误差允许的范围类，实验结果令人满意。4思考题（可选） 如何测试比较算法的性能？ ?提示1：因为绘制1条直线时间很短，所以需要绘制大量直线 才能比较它们之间的性能； ?提示2: drawpixel需要耗费时间，但它的时间性能和直线绘制 算法无关，因此在比较不同算法性能时，应该屏蔽它的影响， 如何屏蔽？ 5实验心得 通过此次实验，我对典型的直线绘制算法DDA算法、Bresenham 中点算法有了进一步的了解与掌握。由于第一次做图形学的相关实验， 陌生感还是有的，对平台也不太掌握，所以一开始很难入门，但在老 师的帮助和同学的相互讨论下，结果还是可观的。两个基本算法都得 以实现。希望随着学习的加深，后续的实验能够做的更好。 实验2多边形扫描转换算法 1实验目的和要求 理解多边形扫描转换的原理；掌握典型多边形扫描转换算法；掌握步处理、分析实验数据的能力； 编程实现基本X-扫描线转换算法（必做）； 编程实现有效边表转换算法（选做）。 2实验环境和工具 本试验提供自带实验平台 开发环境：Visual C++ 6.0 本实验提供名为 Polygon_Conversion的平台，该平台提供基本绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现X-扫描线算法和有效边表转换算法。 多边形输入： ?用户按【功能】→【输入多边形……】菜单开始输入多边形； ?单击鼠标左键输入多边形顶点； ?点击鼠标右键结束多边形输入，并将最后一个顶点和第一个顶 点进行连接； ●参数设置： ?用户按“【功能】→【设置……】”启动设置对话框 ?设置内容： ◆填充色 ◆是否填充多边形 ◆选择转换算法 ?实现扫描转换算法 ◆X-扫描线转换算法： void CPolygon_ConversionView::X_Scan_Line_Conersion (int Vertices[][2], int VertexNum) ◆有效边表转换算法： void CPolygon_ConversionView::Active_Edge_Table_Conersion (int Vertices[][2], int VertexNum) 3实验结果 3.1程序流程图 X-扫描线转换算法：开始 (若构点小于3个→结束) ↓ 确定多边形所占有的最大扫描线， 得到多边形顶点的最小和最大y值(ymin和ymax) ↓ 从ys=ymin开始扫描，且计算每条边的方程式 ↓↓←← 记录ys与多边形各边交点↑ ↓ (判断并取舍交点： 顶点的两条边的另外两个端点的y1,y2的值比ys大的个数为0,1,2, 则取交点对应个数为0,1,2;) ↓ 取完交点横坐标后排序交点横坐标x数组， 并配对（1，2）（3，4）…↑↑ ↓ 填充配对区间 ↓ 若扫描线ys<=ymax →→↑ (结束) 3.2程序代码 void CPolygon_ConversionView::X_Scan_Line_Conersion(int Vertices[][2], int VertexNum) { int ymin,ymax,x[10],i,j,n=0,x1,x2,y1,y2,x0,ys; ymax=0xffffffff; ymin=0x7fffffff; if(VertexNum<=3) return; for(i=0;i { if(Vertices[i][1] ymin=Vertices[i][1]; if(Vertices[i][1]>ymax) ymax=Vertices[i][1]; } for(ys=ymin;ys<=ymax;ys++) { n=0; for(j=0;j { x1=Vertices[j][0]; y1=Vertices[j][1]; x2=Vertices[(j+1)%VertexNum][0]; y2=Vertices[(j+1)%VertexNum][1]; if(y1==y2) { continue ; } if(ys continue; x0=int((ys-y1)*(x2-x1)/(y2-y1)+x1+0.5); if(ys==y1) continue; if(ys==y2) { int tmp=0; if(y1>ys) ++tmp; if(Vertices[(j+2)%VertexNum][1]>ys) ++tmp; if(tmp%2==0) continue; } x[n]=x0; n++; } sort(x,x+n);//排序 for(i=0;i { for(j=x[i];j<=x[i+1];++j) DrawPixel(j,ys); } } return; } 3.3运行结果 3.4运行结果分析 X扫描线算法填充算法中比较简单的算法。它通过求交、排序、交点配对、区间填色的过程一次处理每一条扫描线。而且对于端点独立进行判断（当做一个或者两个），很好的实现了填充效果。 4思考题（可选） 5实验心得 通过此次实验，我对X-扫描线转换算法和有效边表转换算法都有了一定的了解，并能在指导下完成相应的函数的编写。另一方面，我的数据分析和处理能力也得到了一定的提升。正可谓收获匪浅。 实验3BSpline曲线绘制 1实验目的和要求 ●理解掌握自由曲线生成的基本原理和方法；编程实现三次B样条曲 线： ●均匀周期性B样条曲线 ●开放均匀B样条曲线 2实验环境和工具 本试验提供自带实验平台 ●开发环境：Visual C++ 6.0 ●实验平台：Polygon_Conversion（自制平台） 3实验结果 3.1程序流程图 1）基函数的生成： float CFreeform_CurveView::BKM(float t, int k, int m, float nodes[]) { float value; if (m==1) { if (t>= nodes[k]&&t value = 1; else value = 0; } else if (m > 1) { value= (Divide((t-nodes[k]),(nodes[k+m-1]-nodes[k]))*BKM(t,k,m-1,no des)+ Divide((nodes[k+m]-t),(nodes[k+m]-nodes[k+1]))*BKM(t,k+1,m-1 ,nodes)); } return value; } 2）生成曲线的节点矢量： bool CFreeform_CurveView::Create_Nodes_Vector(int n, int m, int SplineType, float nodes[]) { switch(SplineType) { case 0: //均匀B样条曲线 { //添加代码...................................... for(int i=0;i<=n+m;i++) nodes[i]=i; break; } case 1: //开放均匀B样条曲线 { //添加代码..................................... int i=0; for(;i nodes[i]=0; for(;i<=n;i++) nodes[i]=i-m+1; for(;i<=n+3;i++) nodes[i]=n-m+2; break; } default: return false; } return true; } 3.3运行结果 3.4运行结果分析 这次试验是照着书上的生成曲线的公式编写的，分别绘制出均匀B样条曲线和开放均匀B样条曲线，实现难度不大。从曲线可以看出，两个曲线都很好的拟合了选择的点，均匀B样条曲线似乎效果更佳。 4实验心得 通过此次实验，我对基本曲线生成算法有了一定的掌握。由于其本身就很掌握，所以实现起来困难重重。可能是对三次B样条曲线的理解还不够透彻，希望今后的学习能够让我对其有进一步的了解与把握。 中南大学信息科学与工程学院 实验报告实验名称 实验地点科技楼四楼 实验日期2014年6月 指导教师 学生班级 学生姓名 学生学号 提交日期2014年6月 实验一Window图形编程基础 一、实验类型：验证型实验 二、实验目的 1、熟练使用实验主要开发平台VC6.0； 2、掌握如何在编译平台下编辑、编译、连接和运行一个简单的Windows图形应用程序； 3、掌握Window图形编程的基本方法； 4、学会使用基本绘图函数和Window GDI对象； 三、实验内容 创建基于MFC的Single Document应用程序（Win32应用程序也可，同学们可根据自己的喜好决定），程序可以实现以下要求： 1、用户可以通过菜单选择绘图颜色； 2、用户点击菜单选择绘图形状时，能在视图中绘制指定形状的图形； 四、实验要求与指导 1、建立名为“颜色”的菜单，该菜单下有四个菜单项：红、绿、蓝、黄。用户通过点击不同的菜单项，可以选择不同的颜色进行绘图。 2、建立名为“绘图”的菜单，该菜单下有三个菜单项：直线、曲线、矩形 其中“曲线”项有级联菜单，包括：圆、椭圆。 3、用户通过点击“绘图”中不同的菜单项，弹出对话框，让用户输入绘图位置，在指定位置进行绘图。 五、实验结果： 六、实验主要代码 1、画直线：CClientDC *m_pDC;再在OnDraw函数里给变量初始化m_pDC=new CClientDC(this); 在OnDraw函数中添加： m_pDC=new CClientDC(this); m_pDC->MoveTo(10,10); m_pDC->LineTo(100,100); m_pDC->SetPixel(100,200,RGB(0,0,0)); m_pDC->TextOut(100,100); 2、画圆： void CMyCG::LineDDA2(int xa, int ya, int xb, int yb, CDC *pDC) { int dx = xb - xa; int dy = yb - ya; int Steps, k; float xIncrement,yIncrement; float x = xa,y= ya; if(abs(dx)>abs(dy)) 图像拼接的调研报告 1.图像拼接的意义和国内外研究现状 1.1 意义 图像拼接（image mosaic）技术是将一组相互间存在重叠部分的图像序列进行空间配准，经重采样融合后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术。图像拼接是数字图像处理领域的一个重要的研究方向，在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像分析、计算机图形等领域有着广泛的应用价值。 图像拼接技术一个日益流行的研究领域，是虚拟现实、计算机视觉、计算机图形学和图像处理等领域的重要研究课题，在宇宙空间探测、海底勘测、医学、气象、地质勘测、军事、视频压缩和传输、视频的索引和检索、物体的3D重建、军事侦察和公安取证、数码相机的超分辨率处理等领域都有广泛的应用。因此，图像拼接技术的研究具有很好的应用前景和实际应用价值。 1.2 国内外研究现状。 关于图像拼接的方法国内外已有不少的论文发表，其算法大致可分为基于模型的方法，基于变换域的方法，基于灰度相关的方法和基于特征的方法，而如何提高图像拼接的效率，减少处理时间和增强拼接系统的适应性一直是研究的重点。 ①基于模型： 1996年，微软研究院的Richard Szeliski提出了一种2D空间八参数投影变换模型，采用Levenberg-Marquardt迭代非线性最小化方法（简称L-M算法）求出图像间的几何变换参数来进行图像配准。这种方法在处理具有平移、旋转、仿射等多种变换的待拼接图像方面效果好，收敛速度快，因此成为图像拼接领域的经典算法，但是计算量大，拼接效果不稳定。 2000年，Shmuel Peleg等人在Richard Szeliski的基础上做了进一步的改进，提出了自适应图像拼接模型，根据相机的不同运动而自适应选择拼接模型，通过把图像分成狭条进行多重投影来完成图像的拼接。这一研究成果推动了图像拼接技术的进一步的发展，从此自适应问题成为图像拼接领域新的研究热点。 匹兹堡大学的Sevket Gumustekin对消除在固定点旋转摄像机拍摄自然景物时形成的透视变形和全景图像的拼接进行了研究。通过标定摄像机来建立成像模型，根据成像模型将捕获到的图像投影到同一的高斯球面上，从而得到拼接图像。这种方法拼接效果好、可靠性高，但是要求对摄像机进行精确的标定，同时要求摄像机透镜本身的畸形参数引起的图像变形可以忽略不计。 ②基于变换域： 1975年，Kuglin和Hines提出了相位相关法，利用傅里叶变换将两幅带配准的图像变换频域，然后利用互功率谱直接计算出两幅图像间的平移矢量。 1987年，De Castro和Morandi提出了扩展相位相关法，利用傅里叶变换的性质能够实现具有旋转和平移变换的图像的配准。随着快速傅里叶变换算法的提出以及信号处理领域对傅里叶变换的成熟应用，Reddy和Chatterji提出了基于快速傅里叶变换（FFT-based）的方法，利用极坐标变换和互功率谱，对具有平移、旋转和缩放变换的图像都能够实现精确配准。 相位相关法计算简单精准，但要求待配准图像之间有较大重叠比例，同时计算量和适用 欢迎共阅 目录 实验一直线的DDA算法 一、【实验目的】 1.掌握DDA算法的基本原理。 2.掌握 3. 1.利用 2.加强对 四 { glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); } voidDDALine(intx0,inty0,intx1,inty1) { glColor3f(1.0,0.0,0.0); intdx,dy,epsl,k; floatx,y,xIncre,yIncre; dx=x1-x0;dy=y1-y0; x=x0;y=y0; if(abs(dx)>abs(dy))epsl=abs(dx); elseepsl=abs(dy); xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;k<=epsl;k++) { glPointSize(3); glBegin(GL_POINTS); glEnd(); } } { } { } { glutInitWindowSize(400,300); glutInitWindowPosition(100,120); glutCreateWindow("line"); Initial(); glutDisplayFunc(Display); glutReshapeFunc(winReshapeFcn); glutMainLoop(); return0; } 《计算机图形学》实验报告姓名：郭子玉 学号：2012211632 班级：计算机12-2班 实验地点：逸夫楼507 实验时间：15.04.10 15.04.17 实验一 1 实验目的和要求 理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析实验数据的能力； 编程实现DDA 算法、Bresenham 中点算法；对于给定起点和终点的直线，分别调用DDA 算法和Bresenham 中点算法进行批量绘制，并记录两种算法的绘制时间；利用excel 等数据分析软件，将试验结果编制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。 2 实验环境和工具 开发环境：Visual C++ 6.0 实验平台：Experiment_Frame_One （自制平台） 3 实验结果 3.1 程序流程图 （1）DDA 算法 是 否 否 是 是 开始 计算k ，b K<=1 x=x+1;y=y+k; 绘点 x<=X1 y<=Y1 绘点 y=y+1;x=x+1/k; 结束 （2）Mid_Bresenham 算法 是 否 否 是 是 是 否 是 否 开始 计算dx,dy dx>dy D=dx-2*dy 绘点 D<0 y=y+1；D = D + 2*dx - 2*dy; x=x+1; D = D - 2*dy; x=x+1; x 3.2程序代码 //-------------------------算法实现------------------------------// //绘制像素的函数DrawPixel(x, y); (1)DDA算法 void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) { //----------请实现DDA算法------------// float k, b; float d; k = float(Y1 - Y0)/float(X1 - X0); b = float(X1*Y0 - X0*Y1)/float(X1 - X0); if(fabs(k)<= 1) { if(X0 > X1) { int temp = X0; X0 = X1; X1 = temp; } 虚拟现实（V R）技术的 调研报告 姓名: 学号： 一、虚拟现实的概念 1、虚拟现实（VirtualReality，简称VR） 虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利 用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。通过模拟产生一个逼真的虚拟世界，给用户提供完整的视觉、听觉、触觉等感官体验，让用户如身历其境能够实现在自然环境下的各种感知的高级人机交互技术。 2、虚拟现实（VirtualReality）的特征 （1）沉浸感：又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度，是VR技术最重要的特征，影响沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、三维图像中的深度信息、画面的视野、实现跟踪的时间或空间响应及交互设备的约束程度等。虚拟现实时代，人将从过去只能在计算机系统的外部观测处理结果，到沉浸到计算机系统所创建的环境中。 （2）交互性：指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。人将从过去只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字信息交互，升级为用多种传感器（眼球识别、语音、手势乃至脑电波）与多维信息的环境交互。 （3）想象力：指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。人将不只从定性和定量综合集成的环境中得到感知和理性的认识，而是能够实现概念深化和新意萌发。 实验报告 课程名称：计算机图形学 实验项目：区域填充算法 实验仪器：计算机 系别：计算机学院 专业：计算机科学与技术 班级姓名：计科1602/ 学号：2016011 日期：2018-12-8 成绩： 指导教师： 一.实验目的(Objects) 1.实现多边形的扫描线填充算法。 二.实验内容 (Contents) 实现多边形的扫描线填充算法，通过鼠标，交互的画出一个多边形，然后利用种子填充算法，填充指定的区域。不能使用任何自带的填充区域函数，只能使用画点、画线函数或是直接对图像的某个像素进行赋值操作； 三.实验内容 (Your steps or codes, Results) //widget.cpp //2016CYY Cprogramming #include"widget.h" #include 佛山科学技术学院计算机图形学实验指导书 李晓东编 电信学院计算机系 2011年11月 实验1 直线段的扫描转换 实验类型：设计性 实验类别：专业实验 实验目的 1.通过实验，进一步理解直线段扫描转换的DDA算法、中点bresenham算法及 bresenham算法的基本原理； 2.掌握以上算法生成直线段的基本过程； 3.通过编程，会在C/C++环境下完成用DDA算法、中点bresenham算法及 bresenham算法对任意直线段的扫描转换。 实验设备及实验环境 计算机（每人一台） VC++6.0或其他C/C++语言程序设计环境 实验学时：2学时 实验内容 用DDA算法中点bresenham算法及bresenham算法实现任意给定两点的直线段的绘制（直线宽度和线型可自定）。 实验步骤： 1、复习有关算法的基本原理，明确实验目的和要求； 2、依据算法思想，绘制程序流程图； 3、设计程序界面，要求操作方便； 4、用C/C++语言编写源程序并调试、执行； 5、分析实验结果 6、对程序设计过程中出现的问题进行分析与总结； 7、打印源程序或把源程序以文件的形式提交； 8、按格式要求完成实验报告。 实验报告要求： 1、各种算法的基本原理； 2、各算法的流程图 3、实验结果及分析（比较三种算法的特点，界面插图并注明实验条件） 4、实验总结（含问题分析及解决方法） 实验2 圆的扫描转换 实验类型：设计性 实验类别：专业实验 实验目的 1、通过实验，进一步理解和掌握中点bresenham画圆算法的基本原理； 2、掌握以上算法生成圆和圆弧的基本过程； 3、掌握在C/C++环境下完成用中点bresenham算法圆或圆弧的绘制方法。实验设备及实验环境 计算机（每人一台） VC++6.0或其他C/C++语言程序设计环境 实验学时：2学时 实验内容 用中点（Besenham）算法实现圆或圆弧的绘制。 实验步骤 1.复习有关圆的生成算法，明确实验目的和要求； 2.依据算法思想，绘制程序流程图（注意圆弧生成时的输入条件）； 3.设计程序界面，要求操作方便； 4.用C/C++语言编写源程序并调试、执行； 5.分析实验结果 6.对程序设计过程中出现的问题进行分析与总结； 7.打印源程序或把源程序以文件的形式提交； 8.按格式要求完成实验报告。 实验报告要求： 1.分析算法的工作原理； 2.画出算法的流程图 3.实验结果及分析（比较圆与圆弧生成算法的不同） 4.实验总结（含问题分析及解决方法） 计算机技术工程领域（085211） 全日制专业学位硕士研究生培养方案 一、学科简介 本学科为计算机科学与技术学科的计算机技术专业硕士点，计算机科学与技术专业是我校信息学科的核心专业之一，计算机技术是以培养高素质的创新型工程技术人才为目的。本学科在多年的教学科研工作中，兼顾工程技术实践与理论研究，着力建设重实践、宽口径的特色专业，以校企联合为手段，为信息技术产业输送高层次的计算机专门人才。在应用技术方面跟踪国内外前沿方向，形成应用技术研究与实践、产学研结合的特色。 二、培养目标 计算机技术工程领域培养基础扎实、素质全面、工程实践能力强并具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才，基本要求是： 1.拥护党的基本路线和方针政策、热爱祖国、遵纪守法。 2.具有良好的职业道德和敬业精神，以及科学严谨、求真务实的学习态度和工作作风。 3.掌握计算机技术领域坚实的基础知识和宽广的专业知识，具有承担工程技术或工程管理工作的能力，了解本领域的技术现状和发展趋势，能够运用先进的计算机技术方法和现代技术手段解决工程问题，具备运用先进的工程化方法、技术和工具从事软件分析、设计、开发、维护等工作的能力，以及工程项目的组织与管理能力、团队协作能力、技术创新能力和市场开拓能力。 4.掌握一门外语，具备良好的阅读、理解和撰写外文资料的能力。 5.身心健康。 三、培养方式 1.采用脱产培养方式，实行学分制。 2.教学过程重视运用研讨式授课、案例教学等灵活多样的教学方式。 3.课程学习与实习实践相结合，课程学习主要在校内完成，实习实践主要在实践基地完成。 4.实行校内外“双导师制”，由校内导师和行业专家共同承担实践教学和学 《计算机图形学》课程参考文献 [1 Kenneth R. 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Several theorems concerning the properties of α-hulls are presented. If 1/α is equal to the radius of points’ MCC, all vertices of the α-hull will be on the same circle. When 1/α is larger than the MCC’s radius, the number of vertices of α-hulls will decrease with decreasing of 1/α, and the number of vertices’ number will reach zero when 1/α is smaller than MCC’s radius. From the above rules, an algorithm for detecting MCC is developed, and experimental results show this algorithm is reliable. Key words: computer application; optimized algorithm; computational geometry; minimum circumscribed circle; α-hull 收稿日期：2005-12-20 基金项目：国家自然科学基金资助项目（50275083）；高校博士点基金资助项目（20020003053） 计算机图形学上机实验指导 指导教师：张加万老师 助教：张怡 2009-10-10 目录 1.计算机图形学实验(一) – OPENGL基础 ..................................... - 1 - 1.1综述 (1) 1.2在VC中新建项目 (1) 1.3一个O PEN GL的例子及说明 (1) 2.计算机图形学实验(二) – OPENGL变换 ..................................... - 5 - 2.1变换 (5) 3.计算机图形学实验(三) - 画线、画圆算法的实现....................... - 9 - 3.1MFC简介 (9) 3.2VC6的界面 (10) 3.3示例的说明 (11) 4.计算机图形学实验（四）- 高级OPENGL实验...................... - 14 - 4.1光照效果 (14) 4.2雾化处理 (16) 5.计算机图形学实验（五）- 高级OPENGL实验........................ - 20 - 5.1纹理映射 (20) 5.2反走样 (24) 6.计算机图形学实验(六) – OPENGL IN MS-WINDOWS .......... - 27 - 6.1 实验目标： (27) 6.2分形 (28) 1.计算机图形学实验(一) – OpenGL基础 1.1综述 这次试验的目的主要是使大家初步熟悉OpenGL这一图形系统的用法，编程平台是Visual C++，它对OpenGL提供了完备的支持。 OpenGL提供了一系列的辅助函数，用于简化Windows操作系统的窗口操作，使我们能把注意力集中到图形编程上，这次试验的程序就采用这些辅助函数。 本次实验不涉及面向对象编程，不涉及MFC。 1.2在VC中新建项目 1.2.1新建一个项目 选择菜单File中的New选项，弹出一个分页的对话框，选中页Projects中的Win32 Console Application项，然后填入你自己的Project name，如Test，回车即可。VC为你创建一个工作区（WorkSpace），你的项目Test就放在这个工作区里。 1.2.2为项目添加文件 为了使用OpenGL，我们需要在项目中加入三个相关的Lib文件：glu32.lib、glaux.lib、opengl32.lib，这三个文件位于c:\program files\microsoft visual studio\vc98\lib目录中。 选中菜单Project->Add To Project->Files项（或用鼠标右键），把这三个文件加入项目，在FileView中会有显示。这三个文件请务必加入，否则编译时会出错。或者将这三个文件名添加到Project->Setting->Link->Object/library Modules 即可。 点击工具条中New Text File按钮，新建一个文本文件，存盘为Test.c作为你的源程序文件，再把它加入到项目中，然后就可以开始编程了。 1.3一个OpenGL的例子及说明 1.3.1源程序 请将下面的程序写入源文件Test.c，这个程序很简单，只是在屏幕上画两根线。 #include 目录 实验一直线的DDA算法 一、【实验目的】 1.掌握DDA算法的基本原理。 2.掌握DDA直线扫描转换算法。 3.深入了解直线扫描转换的编程思想。 二、【实验内容】 1.利用DDA的算法原理，编程实现对直线的扫描转换。 2.加强对DDA算法的理解和掌握。 三、【测试数据及其结果】 四、【实验源代码】 #include #include 第一章 1、试述计算机图形学研究的基本内容？ 答：见课本P5-6页的1.1.4节。 2、计算机图形学、图形处理与模式识别本质区别是什么？请各举一例说明。 答：计算机图形学是研究根据给定的描述，用计算机生成相应的图形、图像，且所生成的图形、图像可以显示屏幕上、硬拷贝输出或作为数据集存在计算机中的学科。计算机图形学研究的是从数据描述到图形生成的过程。例如计算机动画制作。 图形处理是利用计算机对原来存在物体的映像进行分析处理，然后再现图像。例如工业中的射线探伤。 模式识别是指计算机对图形信息进行识别和分析描述，是从图形（图像）到描述的表达过程。例如邮件分捡设备扫描信件上手写的邮政编码，并将编码用图像复原成数字。 3、计算机图形学与CAD、CAM技术关系如何？ 答：见课本P4-5页的1.1.3节。 4、举3个例子说明计算机图形学的应用。 答：①事务管理中的交互绘图 应用图形学最多的领域之一是绘制事务管理中的各种图形。通过从简明的形式呈现出数据的模型和趋势以增加对复杂现象的理解，并促使决策的制定。 ②地理信息系统 地理信息系统是建立在地理图形基础上的信息管理系统。利用计算机图形生成技术可以绘制地理的、地质的以及其它自然现象的高精度勘探、测量图形。 ③计算机动画 用图形学的方法产生动画片，其形象逼真、生动，轻而易举地解决了人工绘图时难以解决的问题，大大提高了工作效率。 5、计算机绘图有哪些特点？ 答：见课本P8页的1.3.1节。 6、计算机生成图形的方法有哪些？ 答：计算机生成图形的方法有两种：矢量法和描点法。 ①矢量法：在显示屏上先给定一系列坐标点，然后控制电子束在屏幕上按一定的顺序扫描，逐个“点亮”临近两点间的短矢量，从而得到一条近似的曲线。尽管显示器产生的只是一些短直线的线段，但当直线段很短时，连成的曲线看起来还是光滑的。 ②描点法：把显示屏幕分成有限个可发亮的离散点，每个离散点叫做一个像素，屏幕上由像素点组成的阵列称为光栅，曲线的绘制过程就是将该曲线在光栅上经过的那些像素点串接起来，使它们发亮，所显示的每一曲线都是由一定大小的像素点组成的。当像素点具有多种颜色或多种灰度等级时，就可以显示彩色图形或具有不同灰度的图形。 7、当前计算机图形学研究的课题有哪些？ 答：见课本P10-11页的1.4节。 计算机图形学 实验报告 学号：20072115 姓名： 班级：计算机 2班 指导老师：何太军 2010.6.19 实验一、Windows 图形程序设计基础 1、实验目的 1）学习理解Win32 应用程序设计的基本知识（SDK 编程）； 2）掌握Win32 应用程序的基本结构（消息循环与消息处理等）； 3）学习使用VC++编写Win32 Application 的方法。 4）学习MFC 类库的概念与结构； 5）学习使用VC++编写Win32 应用的方法（单文档、多文档、对话框）； 6）学习使用MFC 的图形编程。 2、实验内容 1）使用WindowsAPI 编写一个简单的Win32 程序，调用绘图API 函数绘制若干图形。（可选任务） 2 ）使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序，窗口内显示"Hello,This is my first SDI Application"。（必选任务） 3）利用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序，在文档视口内绘制基本图形（直线、圆、椭圆、矩形、多边形、曲线、圆弧、椭圆弧、填充、文字等），练习图形属性的编程（修改线型、线宽、颜色、填充样式、文字样式等）。定义图形数据结构Point\Line\Circle 等保存一些简单图形数据（在文档类中），并在视图类OnDraw 中绘制。 3、实验过程 1）使用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,选择单文档； 2）在View类的OnDraw（）函数中添加图形绘制代码，说出字符串“Hello,This is my first SDI Application”，另外实现各种颜色、各种边框的线、圆、方形、多边形以及圆弧的绘制； 3）在类视图中添加图形数据point_pp,pp_circle的类，保存简单图形数据，通过在OnDraw（）函数中调用，实现线、圆的绘制。 4、实验结果 正确地在指定位置显示了"Hello,This is my first SDI Application"字符串，成功绘制了圆，椭圆，方形，多边形以及曲线圆弧、椭圆弧，同时按指定属性改绘了圆、方形和直线。成功地完成了实验。 结果截图： 5、实验体会 通过实验一，了解了如用使用基本的SDI编程函数绘制简单的图 计算机图形学 实验报告 姓名：谢云飞 学号：20112497 班级：计算机科学与技术11-2班实验地点：逸夫楼507 实验时间：2014.03 实验1直线的生成 1实验目的和要求 理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析 实验数据的能力； 编程实现DDA算法、Bresenham中点算法；对于给定起点和终点的 直线，分别调用DDA算法和Bresenham中点算法进行批量绘制，并记 录两种算法的绘制时间；利用excel等数据分析软件，将试验结果编 制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。 2实验环境和工具 开发环境：Visual C++ 6.0 实验平台：Experiment_Frame_One（自制平台）。 本实验提供名为 Experiment_Frame_One的平台，该平台提供基本 绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现DDA算法和Mid_Bresenham 算法，并进行分析。 ?平台界面：如错误！未找到引用源。所示 ?设置：通过view->setting菜单进入，如错误！未找到引 用源。所示 ?输入：通过view->input…菜单进入.如错误！未找到引用 源。所示 ?实现算法： ◆DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) Mid_Bresenham法：void CExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1) 3实验结果 3.1程序流程图 1）DDA算法流程图：开始 定义两点坐标差dx，dy，以及epsl，计数k=0，描绘点坐标x,y，x增 量xIncre，y增量yIncre ↓ 输入两点坐标x1,y1,x0,y0 ↓ dx=x1-x0,dy=y1-y0; ＿＿＿＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ↓↓ 若|dx|>|dy| 反之 epsl=|dx| epsl=|dy| ↓＿＿＿＿＿＿＿＿...＿＿＿＿＿＿＿＿↓ ↓ xIncre=dx/epsl; yIncre=dy/epsl ↓ 填充(强制整形)(x+0.5,y+0.5); ↓←←←← 横坐标x+xIncre; 纵坐标y+yIncre; ↓↑ 若k<=epsl →→→k++ ↓ 结束 2）Mid_Bresenham算法流程图开始 ↓ 定义整形dx,dy,判断值d,以及UpIncre,DownIncre,填充点x,y ↓ 输入x0,y0,x1,y1 ＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿ ↓↓ 若x0>x1 反之 x=x1;x1=x0;x0=x; x=x0; 一、实验目的 1、掌握中点Bresenham直线扫描转换算法的思想。 2掌握边标志算法或有效边表算法进行多边形填充的基本设计思想。 3掌握透视投影变换的数学原理和三维坐标系中几何图形到二维图形的观察流程。 4掌握三维形体在计算机中的构造及表示方法 二、实验环境 Windows系统, VC6.0。 三、实验步骤 1、给定两个点的坐标P0(x0,y0)，P1(x1,y1)，使用中点Bresenham直线扫描转换算法画出连接两点的直线。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、使用中点Bresenham直线扫描转换算法实现自己的画线函数，函数原型可表示如下： void DrawLine(CDC *pDC, int p0x, int p0y, int p1x, int p1y); 在函数中，可通过调用CDC成员函数SetPixel来画出扫描转换过程中的每个点。 COLORREF SetPixel(int x, int y, COLORREF crColor ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数，调用DrawLine 函数画出不同斜率情况的直线，如下图： 最后、调试程序直至正确画出直线。 2、给定多边形的顶点的坐标P0(x0,y0)，P1(x1,y1)，P2(x2,y2)，P3(x3,y3)，P4(x4,y4)…使用边标志算法或有效边表算法进行多边形填充。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、实现边标志算法或有效边表算法函数，如下： void FillPolygon(CDC *pDC, int px[], int py[], int ptnumb); px：该数组用来表示每个顶点的x坐标 py ：该数组用来表示每个顶点的y坐标 ptnumb：表示顶点个数 注意实现函数FillPolygon可以直接通过窗口的DC（设备描述符）来进行多边形填充，不需要使用帧缓冲存储。（边标志算法）首先用画线函数勾画出多边形,再针对每条扫描线,从左至右依次判断当前像素的颜色是否勾画的边界色,是就开始填充后面的像素直至再碰到边界像素。注意对顶点要做特殊处理。 通过调用GDI画点函数SetPixel来画出填充过程中的每个点。需要画线可以使用CDC的画线函数MoveTo和LineTo进行绘制，也可以使用实验一实现的画直线函数。 CPoint MoveTo(int x, int y ); BOOL LineTo(int x, int y ); 实现边标志算法算法需要获取某个点的当前颜色值，可以使用CDC的成员函数 COLORREF GetPixel(int x, int y ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数，调用FillPolygon 函数画出填充的多边形，如下： void CTestView::OnDraw(CDC* pDC) { CTestcoodtransDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc);计算机图形学实验报告 (2)
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