计算机图形学实验及课程设计
103页1、计算机图形学实验及课程设计孔令德 2012年春于太原实验任务书 实验目的:巩固学生对计算机图形学的直线扫描转换原理 、有效边表填充原理、三维透视投影原理、ZBuffer深度缓 冲消隐原理和真实感图形生成原理的理解,增加学生对真 实感图形生成算法的感性认识,强化训练学生使用Visual C+的MFC编写相关图形类的技能。此前,课堂上已经完成计算机图形学实践教程(Visual C+版)的43个验证性实验的讲解,在此基础上,要求 学生能综合使用全部教学内容完成综合性实验。 实验要求:要求学生在实验前了解综合性实验的目的和 要求,观察实验效果图。在实验中认真理解每个类的结构 ,通过搭积木的方式完成实验任务。实验结束后按要求整 理相关类的源程序,撰写实验报告,尤其需要对难点和重 点进行详细说明。一、实验目的与要求实验任务书 学时:教学总学时48,其中实验学时8。二、实验项目与提要实验任务书 三、成绩考核方法 本实验与计算机图形学课程同步开设,成绩占期末总成 绩的20%40%。 四、本课程与其他课程的联系和分工先修课程:高等数学、线性代数、MFC程序设计、数据 结构。实验1 绘制金刚石图案1.1
2、实验目的 掌握二维坐标系模式映射方法。 掌握动态内存的分配和释放方法。 掌握二维点类的定义方法。 掌握对话框的创建及调用方法。 掌握对话框的数据交换和数据校验方法。 掌握Test工程实验框架的创建方法。 掌握金刚石图案的设计方法。实验1 绘制金刚石图案1.2 实验要求 定义二维坐标系原点位于屏幕中心,x轴水平向右为正,y轴铅 直向上为正。 以二维坐标系原点为圆心绘制半径为r的圆,将圆的n等分点使 用直线彼此连接形成金刚石图案。 程序运行界面提供“文件”、“绘图”和“帮助”三个弹出菜单项。“文 件”菜单提供“退出”子菜单项,用于退出应用程序;“绘图”菜单 提供“金刚石”子菜单项,用于绘制金刚石图案;“帮助”菜单提供 “关于”子菜单项,用于说明开发信息。 选择“金刚石”子菜单项,打开“输入参数”对话框,输入“等分点 个数”和“圆的半径”。 在屏幕客户区中心绘制金刚石图案。实验1 绘制金刚石图案1.3 效果图将半径为300的圆,划分30个等分点后,得到的金刚石图案 实验效果如图1-1所示。图1-1金刚石图案效果图实验2 绘制任意斜率的直线段 2.1实验目的 掌握任意斜率直线段的中点Brese
3、nham扫描转 换算法。 掌握CLine直线类的设计方法。 掌握状态栏编程方法。实验2 绘制任意斜率的直线段2.2 实验要求 设计CLine直线类,其数据成员为直线段的起点坐标P0和终点 坐标P1,成员函数为MoveTo()和LineTo()函数。 CLine类的LineTo()函数使用中点Bresenham算法绘制任意斜 率k的直线段,包括k、k1、0k1、-1k0和k-1五种情况。 在屏幕客户区按下鼠标左键选择直线的起点,保持鼠标左键按 下并移动鼠标到另一位置,弹起鼠标左键绘制任意斜率的直线 段。 在状态栏动态显示鼠标光标移动时的位置坐标。实验 2 绘制任意斜率的直线段2.3 效果图任意斜率的直线段绘制效果如图2-1所示。图2-1 任意效率直线段绘制效果图实验3 交互式绘制多边形 3.1实验目的 掌握双缓冲绘图技术。 掌握人机交互技术。 掌握填充动态多边形的有效边表算法。 实验3 交互式绘制多边形3.2 实验要求 使用鼠标在屏幕客户区绘制任意点数的多边形。要求使用橡皮 筋技术动态绘制每条边;鼠标移动过程中按下Shift键时可绘制垂直边或水平边;将多边形的终点移动到多边形的起点时自动
4、封闭多边形;在绘制多边形的过程中,状态栏动态显示鼠标光标的位置坐标。 当开始绘制多边形时,更改鼠标光标为十字光标,多边形绘制完毕后恢复为箭头光标。 多边形闭合后自动调用有效边表算法填充多边形内部区域。实验3 交互式绘制多边形3.3 效果图交互式绘制多边形效果如图3-1所示。图3-1 交互式绘制的多边形效果图实验4 二维几何变换 4.1实验目的 掌握二维平移、比例、旋转几何变换矩阵。 掌握矩阵乘法的编程实现。 掌握相对于任一参考点的比例变换和旋转变换 。 掌握定时器的使用方法。 掌握边界碰撞检测方法。 掌握静态切分视图框架的设计方法。实验4 二维几何变换4.2 实验要求 使用静态切分视图,将窗口分为左右窗格。左窗格为继承于 CFormView类的表单视图类CLeftPortion,右窗格为一般视图类CTestView。 左窗格提供代表“图形顶点数”(4、8、16和32)、“平移变换”(x方向和y方向)、“旋转变换”(逆时针和顺时针)和“比例变换”(放大和缩小)的滑动条,用于控制右窗格内的图形变化。 右窗格内以屏幕客户区中心为图形的几何中心,绘制图形顶点 数从4变化为8、16和32的正多边
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