计算机图形学报告
计算机图形学--全部实验的实验报告
一、实验目的根据曲线和曲面的基础知识和常用曲线的数学基础，对其算法进行程序设计，验证算法的正确性，并通过程序结果加深对常用曲线数学模型的理解。
二、实验任务1．抛物线程序设计；2．Hermite 曲线程序设计；3．Bezier曲线的算法实现；4．B样条曲线的程序设计三、实验内容和实验步骤任务一：抛物线程序设计实现抛物线算法的C语言程序段如下：（工程名：parabola）Par(int xs,int ys,int xm,int ym,int xe,int ye) //已知起点、中点和终点三个控制点的坐标{double t,dt,ax,ay,bx,by,cx,cy;int n,i;ax=xe-2*xm+xs;ay=ye-2*ym+ys;bx=2.0*(xm-xs);by=2.0*(ym-ys);cx=xs; cy=ys;n=sqrt(ax*ax+ay*ay);n=sqrt(n*100.0);moveto(xs,ys);dt=1.0/n; t=0;for (i=0;i<=n; i++){lineto((int)(ax*t*t+bx*t+cx),(int)( ay*t*t+by*t+cy));t=t+dt;}lineto(xe,ye);}读者可以根据上述抛物线程序设计，写出抛物线参数样条曲线的程序。
任务二：Hermite 曲线程序设计P(t)=FB=TMB=[ t3 t2 t 1 ]程序设计时只考虑二维图形的显示，其代数形式为：x(t)=TMBx ， Bx =[ P0x P1x R0x R1x]Ty(t)= TMBy ， By =[ P0y P1y R0y R1y]T所以，只要给出Hermite曲线的起点坐标（P0x，P0y），终点坐标（P1x，P1y），以及起点处的切矢量（R0x，R0y）和终点处的切矢量（R1x，R1y），参数变量t在[0，1]的范围内分别取0.01，0.02，…，1，步长为0.01，取100个点，分别求出P(t)=[ x(t)，y(t)]，在计算机屏幕上显示出每个坐标点，即可绘出Hermite曲线。
计算机图形学实验报告4
计算机图形学实验报告4一、实验目的本次计算机图形学实验旨在深入了解和掌握计算机图形学中的一些关键概念和技术，通过实际操作和编程实现，提高对图形生成、变换、渲染等方面的理解和应用能力。
二、实验环境本次实验使用的软件环境为_____，编程语言为_____，硬件环境为_____。
三、实验内容1、二维图形的绘制使用基本的绘图函数，如直线、矩形、圆形等，绘制简单的二维图形。
通过设置线条颜色、填充颜色等属性，增强图形的表现力。
2、图形的几何变换实现图形的平移、旋转和缩放操作。
观察不同变换参数对图形的影响。
3、三维图形的生成构建简单的三维模型，如立方体、球体等。
应用光照和材质效果，使三维图形更加逼真。
四、实验步骤1、二维图形的绘制首先，在编程环境中导入所需的图形库和相关模块。
然后，定义绘图窗口的大小和坐标范围。
接下来，使用绘图函数按照指定的坐标和参数绘制直线、矩形和圆形。
最后，设置图形的颜色和填充属性，使图形更加美观。
2、图形的几何变换对于平移操作，通过修改图形顶点的坐标值来实现水平和垂直方向的移动。
对于旋转操作，根据旋转角度计算新的顶点坐标，实现图形的绕中心点旋转。
对于缩放操作，将图形的顶点坐标乘以缩放因子，达到放大或缩小图形的效果。
3、三维图形的生成首先，定义三维模型的顶点坐标和三角形面的连接关系。
然后，设置光照的位置、颜色和强度等参数。
接着，为模型添加材质属性，如颜色、反射率等。
最后，使用渲染函数将三维模型显示在屏幕上。
五、实验结果与分析1、二维图形的绘制成功绘制出了各种简单的二维图形，并且通过颜色和填充的设置，使图形具有了更好的视觉效果。
例如，绘制的矩形和圆形边缘清晰，颜色鲜艳，填充均匀。
2、图形的几何变换平移、旋转和缩放操作都能够准确地实现，并且变换效果符合预期。
在旋转操作中，发现旋转角度的正负会影响旋转的方向，而缩放因子的大小直接决定了图形的缩放程度。
3、三维图形的生成生成的三维模型具有一定的立体感和真实感。
计算机图形学总结
计算机图形学总结1、图形学简介1.1、解释计算机图形学中图形与图像两个概念的区别。
答：图形是指由外部轮廓线条构成的⽮量图。
即由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等；⽽图像是由扫描仪、摄像机等输⼊设备捕捉实际的画⾯产⽣的数字图像，是由像素点阵构成的位图。
（百度知道）·从⼴义上说，凡是能够在⼈的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。
它包括⼈年说观察到的⾃然界的景物，⽤照相机等设别所获得的图⽚，⽤绘图⼯具绘制的⼯程图，各种⼈⼯美术绘画和⽤数学⽅法描述的图形等。
·图形学中的图形⼀般是指由点、线、⾯、体等⼏何要素(geometric attribute)和明暗、灰度（亮度）、⾊彩等视觉要素(visual attribute)构成的，从现实世界中抽象出来的图或形。
图形强调所表达对象的点、线、⾯、结构等⼏何要素。
·⽽图像则只是指⼀个⼆维的像素集合，⾄于这个集合所构成的图案的意义、⼏何元素等，计算机并不知晓。
可以⼀条直线作⽐⽅来说明。
1.2、解释“计算机图形学” 研究的主要内容。
答：是⼀种使⽤数学算法将⼆维或三维图形转化为计算机显⽰器的栅格形式的科学。
简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表⽰图形、以及利⽤计算机进⾏图形的计算、处理和显⽰的相关原理与算法。
（百度百科）·Modeling建模构建三维模型的场景·Rendering 绘制(渲染)渲染的三维模型，计算每个像素的颜⾊。
颜⾊是有关照明，环境，对象材料等。
·Animation动画1.3、能列举计算机图形学的⼀些应⽤实例。
答：CAD⼯业制造仿真、电影特效合成、3D动画、3D游戏……2、Graphic Devices in Computer System2.1、了解图形输出设备中“阴极射线管(CRT)”的主要⼯作原理。
答：显⽰屏、电⼦枪、和偏转控制装置三部分组成。
当灯丝被加热时，电⼦枪阴极释放出电⼦，电⼦经过聚焦系统和加速系统后形成电⼦束，经过偏转控制装置时轨迹发⽣变化，打在显⽰屏磷粉涂层上发光。
计算机图形学思政报告
计算机图形学思政报告近年来，计算机图形学在科技领域中的作用日益凸显。
它不仅在娱乐产业中广泛应用，如电影特效、游戏开发等，也在工程设计、医学影像等领域中发挥着重要的作用。
作为一门融合了计算机科学、数学和艺术等多学科的综合性学科，计算机图形学具有广阔的发展前景和不可忽视的社会价值。
计算机图形学的核心目标之一是利用计算机处理和生成图像。
它涵盖了从基础的图像处理技术，如几何变换、光照模型、材质贴图等，到高级的计算机图像生成算法，如光线跟踪、体素表示等。
通过对图像的处理和生成，计算机图形学为我们提供了丰富多样的视觉信息，丰富了我们的视觉体验。
借助计算机图形学的理论和技术，我们能够模拟现实世界中的物体、场景和光照等因素，从而创造出栩栩如生的虚拟现实。
在娱乐产业中，计算机图形学的应用愈发广泛。
电影特效是其中的重要应用之一。
通过计算机图形学技术，电影制片人能够创造出以往难以想象的场景和特效，为观众呈现出更加震撼和逼真的视觉效果。
同时，计算机图形学还被广泛应用于游戏开发领域。
游戏中的精美画面、逼真场景以及动态特效都离不开计算机图形学技术的支持。
这不仅提升了游戏的可玩性和娱乐性，也为玩家带来更加身临其境的游戏体验。
除了娱乐产业，计算机图形学在工程设计中也有着重要的应用。
比如建筑行业利用计算机图形学技术可以进行虚拟建模，通过三维图形展示建筑设计，提升效率和减少成本。
另外，计算机图形学还应用于医学影像处理领域。
通过计算机图形学技术，医生能够更准确地分析和诊断医学影像数据，为患者提供更好的治疗方案。
同时，计算机图形学也在推动着艺术创作的发展。
艺术家们利用计算机图形学技术可以创作出丰富多彩的艺术作品，不再受限于传统绘画和雕塑等媒介。
通过计算机图形学的支持，艺术家们能够展现更大的想象力和创作空间，将观众带入一个全新的艺术体验之中。
值得一提的是，计算机图形学的发展也面临着一些挑战。
如光线追踪算法的计算复杂度高、实时渲染的要求等。
计算机图形学实验报告3 - Bresenham画线
在大括号内填入以下代码
CDC *pDC=GetDC();
int k;
double x1=10,y1=10,x2=200,y2=150;
double x,y,deltx,delty,E;
deltx=x2-x1;delty=y2-y1;
x=x1;y=y1;k=1;
if(deltx>0&&delty>0)
3.Object IDs选择ID_Bresenham，Messages选择COMMAND
4.点击Add Function,点击OK，点击Edit Code,进入编辑函数的界面([项目名]View.cpp)
void C[项目名]View::OnBresenham()
{
// TODO: Add your command handler code here
实验要求：
掌握Bresenham画线算法
实验仪器：
软件：VC++6.0，windows XP
硬件：计算机
实验步骤、内容：
一、新建MFC工程
1.开始所有程序Microsoft Visual C++ 6.0Microsoft Visual C++ 6.0
2.文件-->新建-->工程,工程名称填[项目名]，左边的类型选择MFC AppWizard [exe],点击确定
{
if(fabs(deltx)>fabs(dfor(k=1;k<=fabs((int)deltx);k++)
{
pDC->SetPixel((int)x,(int)y,RGB(0,0,0));
E+=(2*delty);
计算机图形学第五次实验报告
《计算机图形学》实验报告实验十一真实感图形一、实验教学目标与基本要求初步实现真实感图形, 并实践图形的造型与变换等。
二、理论基础运用几何造型, 几何、投影及透视变换、真实感图形效果（消隐、纹理、光照等）有关知识实现。
1.用给定地形高程数据绘制出地形图；2.绘制一(套)房间，参数自定。
三. 算法设计与分析真实感图形绘制过程中, 由于投影变换失去了深度信息, 往往导致图形的二义性。
要消除这类二义性, 就必须在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面, 习惯上称之为消除隐藏线和隐藏面, 或简称为消隐, 经过消隐得到的投影图称为物体的真实图形。
消隐处理是计算机绘图中一个引人注目的问题, 目前已提出多种算法, 基本上可以分为两大类：即物体空间方法和图象空间方法。
物体空间方法是通过比较物体和物体的相对关系来决定可见与不可见的；而图象空间方法则是根据在图象象素点上各投影点之间的关系来确定可见与否的。
用这两类方法就可以消除凸型模型、凹形模型和多个模型同时存在时的隐藏面。
1).消隐算法的实现1.物体空间的消隐算法物体空间法是在三维坐标系中, 通过分析物体模型间的几何关系, 如物体的几何位置、与观察点的相对位置等, 来进行隐藏面判断的消隐算法。
世界坐标系是描述物体的原始坐标系, 物体的世界坐标描述了物体的基本形状。
为了更好地观察和描述物体, 经常需要对其世界坐标进行平移和旋转, 而得到物体的观察坐标。
物体的观察坐标能得到描述物体的更好视角, 所以物体空间法通常都是在观察坐标系中进行的。
观察坐标系的原点一般即是观察点。
物体空间法消隐包括两个基本步骤, 即三维坐标变换和选取适当的隐藏面判断算法。
选择合适的观察坐标系不但可以更好地描述物体, 而且可以大大简化和降低消隐算法的运算。
因此, 利用物体空间法进行消隐的第一步往往是将物体所处的坐标系转换为适当的观察坐标系。
这需要对物体进行三维旋转和平移变换。
常用的物体空间消隐算法包括平面公式法、径向预排序法、径向排序法、隔离平面法、深度排序法、光线投射法和区域子分法。
计算机图形学实验报告
计算机图形学实验报告
实验目的：通过本次实验，深入了解并掌握计算机图形学的基本原理和相关技术，培养对图形处理的理解和能力。
实验内容：
1. 图像的基本属性
- 图像的本质及表示方法
- 像素和分辨率的概念
- 灰度图像和彩色图像的区别
2. 图像的处理技术
- 图像的采集和处理
- 图像的变换和增强
- 图像的压缩和存储
3. 计算机图形学的应用
- 图像处理在生活中的应用
- 计算机辅助设计中的图形学应用
- 三维建模和渲染技术
实验步骤和结果：
1. 在计算机图形学实验平台上加载一张测试图像，分析其像素构成
和基本属性。
2. 运用图像处理技术，对测试图像进行模糊、锐化、色彩调整等操作，观察处理后的效果并记录。
3. 学习并掌握计算机图形学中常用的处理算法，如卷积、滤波等，
尝试应用到测试图像上并进行实验验证。
4. 探讨计算机图形学在数字媒体制作、虚拟现实、计算机辅助设计
等领域的应用案例，并总结其在实践中的重要性和价值。
结论：
通过本次实验，我对计算机图形学有了更深入的了解，掌握了图像
处理技术的基本原理和应用方法。
计算机图形学作为一门重要的学科，对多个领域有着广泛的应用前景，有助于提高数字媒体技术、虚拟现
实技术等领域的发展水平。
希望在未来的学习和工作中能进一步深化
对计算机图形学理论和实践的研究，不断提升自己在这一领域的专业
能力和创新意识。
计算机图形学实验报告B样条曲线
千里之行，始于足下。
计算机图形学实验报告B样条曲线B样条曲线是计算机图形学中常用的一种曲线表示方法。
它通过插值曲线的控制点来定义曲线的形状，并且具有较好的平滑性。
本次实验中，我们使用C++语言实现了B样条曲线的生成和显示，并进行了相应的实验和分析。
实验目的：1.了解B样条曲线的原理和算法；2.掌握B样条曲线的生成和显示方法；3.通过实验观察和分析B样条曲线的性质。
一、B样条曲线的原理B样条曲线是一种基于控制点的插值曲线，它通过一系列连续的基函数（B 样条基函数）来插值控制点，从而生成曲线。
B样条曲线的基本原理如下：1.选择一组控制点P0，P1，…，PN-1；2.定义一组节点向量U={u0，u1，…，um}，其中u0<=u1<=…<=um；3.通过插值曲线的标准等式，通过计算线性组合来计算曲线上每个点的坐标。
二、B样条曲线的算法1.计算节点向量U；2.定义B样条基函数；3.计算曲线上每个点的坐标。
三、实验步骤和结果1.计算节点向量U：在实验中，我们选择均匀节点向量，即ui=i，其中i=0，1，…，m。
这样的节点向量比较简单，而且能够生成比较平滑的曲线。
第1页/共3页锲而不舍，金石可镂。
2.定义B样条基函数：B样条基函数是用来插值曲线的重要部分，它可以通过递归定义来实现。
在实验中，我们使用了三次B样条基函数，其递归定义如下：N(i,1)(u)={1，u∈[ui,ui+1]；0，否则}N(i,k)(u)=[(u-ui)/(ui+k-1-ui)]*N(i,k-1)(u)+(ui+1-u)/(ui+k-ui+1)*N(i+1,k-1)(u)3.计算曲线上每个点的坐标：通过计算线性组合来计算曲线上每个点的坐标。
具体计算方法如下：P(u)=sum(B(i,k)(u)*Pi，i=0 to n-1)，其中B(i,k)(u)=N(i,k)(u)/sum(N(j,k)(u))四、实验结果和分析在实验中，我们通过改变控制点的位置和数量，生成了不同的B样条曲线，并进行了显示和分析。
《计算机图形学》实验报告
《计算机图形学》实验报告一、实验目的计算机图形学是一门研究如何利用计算机生成、处理和显示图形的学科。
通过本次实验，旨在深入理解计算机图形学的基本原理和算法，掌握图形的生成、变换、渲染等技术，并能够运用所学知识解决实际问题，提高对图形学的应用能力和编程实践能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，使用的图形库为 Pygame。
开发环境为 PyCharm。
三、实验内容1、直线的生成算法DDA 算法（Digital Differential Analyzer）Bresenham 算法DDA 算法是通过计算直线的斜率来确定每个像素点的位置。
它的基本思想是根据直线的斜率和起始点的坐标，逐步计算出直线上的每个像素点的坐标。
Bresenham 算法则是一种基于误差的直线生成算法。
它通过比较误差值来决定下一个像素点的位置，从而减少了计算量，提高了效率。
在实验中，我们分别实现了这两种算法，并比较了它们的性能和效果。
2、圆的生成算法中点画圆算法中点画圆算法的核心思想是通过判断中点的位置来确定圆上的像素点。
通过不断迭代计算中点的位置，逐步生成整个圆。
在实现过程中，需要注意边界条件的处理和误差的计算。
3、图形的变换平移变换旋转变换缩放变换平移变换是将图形在平面上沿着指定的方向移动一定的距离。
旋转变换是围绕一个中心点将图形旋转一定的角度。
缩放变换则是改变图形的大小。
通过矩阵运算来实现这些变换，可以方便地对图形进行各种操作。
4、图形的填充种子填充算法扫描线填充算法种子填充算法是从指定的种子点开始，将相邻的具有相同颜色或属性的像素点填充为指定的颜色。
扫描线填充算法则是通过扫描图形的每一行，确定需要填充的区间，然后进行填充。
在实验中，我们对不同形状的图形进行了填充，并比较了两种算法的适用情况。
四、实验步骤1、直线生成算法的实现定义直线的起点和终点坐标。
根据所选的算法（DDA 或Bresenham）计算直线上的像素点坐标。
计算机图形学实验报告
实验结果与结论
• 在本次实验中，我们成功地实现了复杂场景的渲染，得到了具有较高真实感和视觉效果的图像。通过对比 实验前后的效果，我们发现光线追踪和着色器的运用对于提高渲染质量和效率具有重要作用。同时，我们 也发现场景图的构建和渲染脚本的编写对于实现复杂场景的渲染至关重要。此次实验不仅提高了我们对计 算机图形学原理的理解和实践能力，也为我们后续深入研究渲染引擎的实现提供了宝贵经验。
2. 通过属性设置和变换操作，实现了对图形的定 制和调整，加深了对图形属性的理解。
4. 实验的不足之处：由于时间限制，实验只涉及 了基本图形的绘制和变换，未涉及更复杂的图形 处理算法和技术，如光照、纹理映射等。需要在 后续实验中进一步学习和探索。
02
实验二：实现动画效果
实验目的
掌握动画的基本原 理和实现方法
04
实验四：渲染复杂场景
实验目的
掌握渲染复杂场景的基本流程和方法 理解光线追踪和着色器在渲染过程中的作用
熟悉渲染引擎的实现原理和技巧 提高解决实际问题的能力
实验步骤
• 准备场景文件 • 使用3D建模软件（如Blender）创建或导入场景模型，导出为常用的3D格式（如.obj或.fbx）。 • 导入场景文件 • 在渲染引擎（如Unity或Unreal Engine）中导入准备好的场景文件。 • 构建场景图 • 根据场景的层次结构和光照需求，构建场景图（Scene Graph）。 • 设置光照和材质属性 • 为场景中的物体设置光照和材质属性（如漫反射、镜面反射、透明度等）。 • 编写渲染脚本 • 使用编程语言（如C或JavaScript）编写渲染脚本，控制场景中物体的渲染顺序和逻辑。 • 运行渲染程序 • 运行渲染程序，观察渲染结果。根据效果调整光照、材质和渲染逻辑。 • 导出渲染图像 • 将渲染结果导出为图像文件（如JPEG或PNG），进行后续分析和展示。
图形学 实验报告
图形学实验报告一、实验介绍图形学是计算机科学中的一个重要领域，主要研究计算机图形的生成、显示和处理。
本次实验旨在通过学习图形学的基本概念和算法，深入理解计算机图形的原理与应用。
二、实验内容本次实验主要包含以下内容：1. 图形学的基本概念和历史发展2. 图形学中常用的几何变换和投影算法3. 光栅化算法及其在图形渲染中的应用4. 着色和光照模型的原理及实现方法5. 三维场景建模与渲染技术三、实验步骤和结果1. 图形学的基本概念和历史发展首先我们了解了图形学的基本概念和历史发展。
图形学起源于20世纪60年代，当时主要用于计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）领域。
随着计算机技术的不断发展，图形学逐渐应用于计算机图形的显示和处理领域。
2. 几何变换和投影算法接下来我们学习了图形学中常用的几何变换和投影算法。
几何变换包括平移、旋转和缩放等操作，通过改变图形的位置、角度和尺寸，实现对图形的变换和组合。
投影算法主要用于将三维空间中的图形投影到二维屏幕上，实现透视效果。
3. 光栅化算法及其应用在图形渲染中，光栅化算法是非常常用的技术。
光栅化算法将连续的几何图形转化为离散的像素，实现图形在屏幕上的显示。
常见的光栅化算法包括扫描线算法和边界填充算法。
4. 着色和光照模型的原理与实现为了实现真实感的图形渲染，着色和光照模型是不可或缺的。
着色模型描述了在光照条件下物体表面的颜色，常见的着色模型包括平面着色模型和高洛德着色模型。
光照模型则描述了光线在物体表面的反射和折射过程，常见的光照模型包括冯氏光照模型和布林-菲菲尔德模型。
5. 三维场景建模与渲染技术最后我们学习了三维场景建模与渲染技术。
三维场景建模主要包括建立三维模型和场景的几何结构信息。
三维渲染技术则是将建模得到的三维场景转换为可显示的二维图像。
四、实验总结通过本次实验的学习，我们深入了解了图形学的基本概念和算法。
图形学在计算机图形的生成、显示和处理中具有重要应用，对于计算机科学专业学生来说，学习图形学是必不可少的。
《计算机图形学》课内实验报告(实验一)
PFNGLUNIFORM1FARBPROC glUniform1fARB;
PFNGLGETUNIFORMLOCATIONARBPROC glGetUniformLocationARB;
#ifndef __APPLE__
PFNGLSECONDARYCOLOR3FPROC glSecondaryColor3f;
{
GLbyte infoLog[MAX_INFO_LOG_SIZE];
glGetInfoLogARB(progObj, MAX_INFO_LOG_SIZE, NULL, infoLog);
fprintf(stderr, "Error in program linkage!\n");
fprintf(stderr, "Info log: %s\n", infoLog);
// Demonstrates high-level shaders
// Program by Benjamin Lipchak
#include "../../Common/OpenGLSB.h" // System and OpenGL Stuff
#include "../../Common/GLTools.h" // System and OpenGL Stuff
// Initially set the blink parameter to 1 (no flicker)
if (flickerLocation != -1)
glUniform1fARB(flickerLocation,1.0f);
// Program object has changed, so we should revalidate
计算机图形学实验报告
计算机图形学实验报告引言计算机图形学是计算机科学中一个重要的研究领域，它涉及了计算机图像的生成、处理和显示等方面的技术。
本次实验旨在通过实际操作学习计算机图形学的相关知识，并利用图形学算法实现一些有趣的效果。
实验目的1. 了解计算机图形学的基本概念和发展历程；2. 掌握图形学中的基本几何变换，如平移、旋转和缩放等；3. 实现一些常见的图形学算法，如光照模型、三角形剪裁和绘制等。
实验准备在开始实验之前，我们需要准备一些实验所需的工具和环境。
首先，确保计算机上安装了图形学相关的软件，如OpenGL或DirectX等。
其次，为了编写和运行图形学程序，我们需要掌握基本的编程技巧，如C++或Python语言，并了解相关的图形库和API。
实验过程1. 实现平移、旋转和缩放首先，我们需要掌握图形学中的基本几何变换，如平移、旋转和缩放。
通过矩阵运算，我们可以很方便地实现这些变换。
例如，对于一个二维点P(x, y)，我们可以通过以下公式实现平移：P' = T * P其中，P'是平移后的点，T是平移矩阵。
类似地，我们可以用旋转矩阵和缩放矩阵来实现旋转和缩放效果。
2. 实现光照模型光照模型是指在计算机图形学中模拟现实光照效果的一种方法。
它可以提供更真实的视觉效果，让计算机生成的图像更加逼真。
其中，常用的光照模型有环境光照、漫反射光照和镜面光照等。
通过计算每个像素的光照强度，我们可以实现阴影效果和光源反射等功能。
3. 实现三角形剪裁三角形剪裁是计算机图形学中一种常用的几何算法，用于确定哪些像素需要绘制，哪些像素需要剔除。
通过对三角形的边界和视口进行比较，我们可以快速计算出剪裁后的三角形顶点，以提高图形渲染的效率。
4. 实现图形绘制图形绘制是计算机图形学中的核心内容，它包括了点、线和面的绘制等。
通过设定顶点坐标和属性（如颜色、纹理等），我们可以使用算法绘制出各种形状的图像。
其中，常用的绘制算法有Bresenham算法和扫描线算法等。
计算机图形学实验报告
计算机图形学实验报告计算机图形学实验报告引言计算机图形学是研究计算机生成和处理图像的学科，它在现代科技和娱乐产业中扮演着重要的角色。
本实验报告旨在总结和分享我在计算机图形学实验中的经验和收获。
一、实验背景计算机图形学实验是计算机科学与技术专业的一门重要课程，通过实践操作和编程，学生可以深入了解图形学的基本原理和算法。
本次实验主要涉及三维图形的建模、渲染和动画。
二、实验内容1. 三维图形建模在实验中，我们学习了三维图形的表示和建模方法。
通过使用OpenGL或其他图形库，我们可以创建基本的几何体，如立方体、球体和圆柱体，并进行变换操作，如平移、旋转和缩放。
这些基本操作为后续的图形处理和渲染打下了基础。
2. 光照和着色光照和着色是图形学中重要的概念。
我们学习了不同的光照模型，如环境光、漫反射和镜面反射，并了解了如何在三维场景中模拟光照效果。
通过设置材质属性和光源参数，我们可以实现逼真的光照效果，使物体看起来更加真实。
3. 纹理映射纹理映射是一种将二维图像映射到三维物体表面的技术。
通过将纹理图像与物体的顶点坐标相对应，我们可以实现更加细致的渲染效果。
在实验中，我们学习了纹理坐标的计算和纹理映射的应用，使物体表面呈现出具有纹理和细节的效果。
4. 动画和交互动画和交互是计算机图形学的重要应用领域。
在实验中，我们学习了基本的动画原理和算法，如关键帧动画和插值技术。
通过设置动画参数和交互控制，我们可以实现物体的平滑移动和变形效果，提升用户体验。
三、实验过程在实验过程中，我们首先熟悉了图形库的使用和基本的编程技巧。
然后，我们按照实验指导书的要求，逐步完成了三维图形建模、光照和着色、纹理映射以及动画和交互等任务。
在实验过程中，我们遇到了许多挑战和问题，但通过不断的尝试和调试，最终成功实现了预期的效果。
四、实验结果通过实验，我们成功实现了三维图形的建模、渲染和动画效果。
我们可以通过键盘和鼠标控制物体的移动和变形，同时观察到真实的光照效果和纹理映射效果。
(完整word版)计算机图形学实验报告.docx
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、程序直至正确画出直。
2、定多形的点的坐P0(x0,y0)，P1(x1,y1)，P2(x2,y2)，P3(x3,y3)，P4(x4,y4 )⋯使用志算法或有效表算法行多形填充。
基本步首先、使用 MFC AppWizard(exe)向生成一个文档程序框架。
其次、志算法或有效表算法函数，如下：void FillPolygon(CDC *pDC, int px[], int py[], int ptnumb);px：数用来表示每个点的x 坐py ：数用来表示每个点的 y 坐ptnumb：表示点个数注意函数FillPolygon可以直接通窗口的DC（描述符）来行多形填充，不需要使用冲存。
计算机图形学研究报告
计算机图形学研究报告计算机图形学是一门新兴的计算机科学，它以复杂而多变的运算和图形技术为基础，应用于电影制作、游戏开发、科学计算和虚拟环境等几乎所有领域。
如今，计算机图形学技术在计算机领域中发挥着越来越重要的作用，成为计算机科学研究的重要领域。
本文将简要介绍计算机图形学研究的现状，分析其最新研究成果，并提出未来可能的研究方向。
一、计算机图形学的研究进展计算机图形学是一门以图形处理为中心的计算机科学，它应用于各类现代计算机系统，包括虚拟现实系统、图形用户界面、图形编辑器等等，也是计算机视觉和人工智能研究中重要的一个组成部分。
在过去的几十年里，计算机图形学的研究取得了巨大的成就，主要表现在三方面：（1）图形系统的构建。
对图形技术的研究，取得了令人瞩目的成果，计算机技术得以不断拓展，形成了一种复杂而全面的图形系统，这使得计算机图形学的应用变得更加广泛。
（2）图形处理技术取得重大突破。
近些年来，研究开发出了一系列新的图形处理技术，其中包括三维重建、图像识别和实时渲染等，这些技术已经广泛应用于计算机图形学的应用开发中。
（3）虚拟现实技术的发展。
近年来，随着虚拟现实系统的发展，计算机图形学在虚拟现实领域也发挥了重要作用，如虚拟现实中的三维场景和动画制作等等。
二、计算机图形学的最新研究成果近年来，计算机图形学取得了许多有益的研究成果，其中包括：（1）图形建模技术的发展。
图形建模技术可以将真实世界中的物体和现象精确的仿真，进而进行分析和计算，从而获得精确的结果。
（2）图形处理器的研究。
图形处理器的研究已经取得了一定的成果，它们可以提高图形处理的速度和效率，有助于提升图形技术的性能。
（3）计算机视觉的发展。
计算机视觉技术的发展，使得计算机可以分析和处理图像信息，从而实现计算机自动化。
三、未来计算机图形学可能研究方向计算机图形学是一门年轻而发展迅速的研究领域，未来可能的研究方向有：（1）计算机虚拟环境技术的进一步发展。
《计算机图形学》实验3实验报告
实验3实验报告格式《计算机图形学》实验3实验报告实验题目：直线（光栅化）实数型Bresenham 算法在用户坐标系和Java AWT 坐标系下显示图像实验内容：1 直线（光栅化）实数型Bresenham 算法原理及程序。
2 直线（光栅化）DDA 算法原理及程序。
3 在用户坐标系和Java AWT 坐标系下显示图像的算法原理及实现。
写程序调用验证之。
参考资料：1 课件：光栅图形生成算法.PP T2 Bresenham 算法演示程序已经在MyCanvas 包里，DDA 算法applet 演示程序DDA.java3 有一个示范程序imageDrawApplet.java基本概念：（详细叙述自己对实验内容的理解） 直线（光栅化）：画一条从(x1, y1)到(x2, y2)的直线，实质上是一个发现最佳逼近直线的像素序列、并填入色彩数据的过程。
这过程称为直线光栅化。
Bresenham 算法：Bresenham 直线算法是用来描绘由两点所决定的直线的算法，它会算出一条线段在 n 维光栅上最接近的点。
这个算法只会用到较为快速的整数加法、减法和位元移位，常用于绘制电脑画面中的直线。
DDA 算法：DDA 算法（Digital Differential Analyzer ），又称数值微分法，是计算机图形学中一种基于直线的微分方程来生成直线的方法。
算法设计：（详细叙述自己设计的Bresenham 算法以及程序的功能、不同坐标系下图像显示的算法）程序功能:用DDA 算法画出直线，在不同的坐标系下显示图像。
Bresenham 算法：用坐标为(xi ，yi,r)的象素来表示直线上的点，则第i+1个点只能在C 和D 中选取。
令d1=BC ，d2=DBd1-d2=(yi+1–yi,r)-( yi,r+1-yi+1)=2yi+1–yi,r –(yi,r+1)= 2yi+1–2yi,r –1x i x i+1令ε(xi+1)= yi+1–yi,r–0.5=BC-AC=BA=B-A= yi+1–(yi,r+ yi,r+1)/2当ε(xi+1)≥0时，yi+1，r= yi,r+1，即选D点，即下个点（xi＋1，yi＋1 ）对应的象素（xi ＋1，yi+1,r ）为（xi+1，yi,r+1 ）当ε(xi+1)<0时，yi+1，r= yi,r，即选C点，即下个点（xi＋1，yi＋1 ）对应的象素（xi ＋1，yi+1,r ）为（xi+1，yi,r ）ε(xi+1)= yi+1–yi,r–0.5ε(xi+1)≥0时，yi+1，r= yi,r+1ε(xi+1)<0时，yi+1，r= yi,r用户坐标系下图像显示算法：定义自己的坐标系，将用户坐标系转换为Java awt坐标，调用Graphics类的drawImage方法即可。
计算机图形学实验报告
计算机图形学实验报告一、实验目的本次计算机图形学实验旨在深入了解和掌握计算机图形学的基本原理、算法和技术，通过实际操作和编程实现，提高对图形生成、处理和显示的能力，培养解决实际图形问题的思维和实践能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，借助了相关的图形库如Pygame 或 matplotlib 等。
开发环境为 PyCharm 或 Jupyter Notebook。
三、实验内容（一）二维图形的绘制1、直线的绘制使用 DDA（Digital Differential Analyzer）算法或 Bresenham 算法实现直线的绘制。
通过给定直线的起点和终点坐标，在屏幕或图像上绘制出直线。
比较两种算法的效率和准确性，分析其优缺点。
2、圆的绘制采用中点画圆算法或 Bresenham 画圆算法绘制圆。
给定圆心坐标和半径，生成圆的图形。
研究不同半径大小对绘制效果和计算复杂度的影响。
（二）图形的填充1、多边形填充实现扫描线填充算法，对任意多边形进行填充。
处理多边形的顶点排序、交点计算和填充颜色的设置。
测试不同形状和复杂度的多边形填充效果。
2、图案填充设计自定义的填充图案，如纹理、条纹等，并将其应用于图形填充。
探索如何通过改变填充图案的参数来实现不同的视觉效果。
（三）图形的变换1、平移、旋转和缩放对已绘制的图形（如矩形、三角形等）进行平移、旋转和缩放操作。
通过矩阵运算实现这些变换。
观察变换前后图形的位置、形状和方向的变化。
2、组合变换将多个变换组合应用于图形，如先旋转再平移，或先缩放再旋转等。
分析组合变换的顺序对最终图形效果的影响。
（四）三维图形的表示与绘制1、三维坐标变换学习三维空间中的平移、旋转和缩放变换矩阵，并将其应用于三维点的坐标变换。
理解如何将三维坐标映射到二维屏幕上显示。
2、简单三维图形绘制尝试绘制简单的三维图形，如立方体、球体等，使用线框模型或表面模型。
探讨不同的绘制方法和视角对三维图形显示的影响。
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计算机图形学课程设计摘要本文主要描述了计算机图形学中，运用Visual C++6.0和OpenGL来实现的绘制一个三维真实感图形设计与绘制的一个课题，在本课题中主要是介绍三维图形及动画场景，就是把所建立的三维空间模型，经过计算机的复杂处理，最终在计算机二维屏幕上显示的过程，并且在显示的过程要保证其真实感，三维图形经过计算机的简单处理之后，通过在显示屏上显示出来，达到预定的三维效果。
本文就是运用Visual C++6.0和OpenGL来实现的，运用计算机技术显示三维图像，最终达到预期效果。
本次课题主要做了以下几方面的工作：具体包括三维几何造型技术、曲面造型方法、OpenGL的工作原理及相关技术、真实感图形的实现，基于上述理论及成果，以XP系统和Visual C++6.0为平台，利用基本OpenGL函数编程技术实现了一系列三维图形，实现了各种角度下的三维图形，显示出了三维图形真实感的效果，本课题具有较重要的理论和实践指导意义。
关键字：三维图形VC++ OpenGL 真实感目录摘要 (2)目录 (3)第一章绪论 (4)1.1、三维图形设计的意义与趋势 (4)第二章需求分析 (5)2.1、课题实现的功能 (5)2.2、课题设计思路 (5)第三章三维图形的设计过程 (6)3.1、三维图形设计的过程如下： (6)3.2、设计过程说明： (6)第四章三维图形的主程序 (7)4.1、主要程序设计的说明 (7)第五章设计结果 (18)5.1、设计结果如下： (18)第六章设计小结 (20)参考文献 (21)附录 (22)OpenGL简介 (22)第一章绪论1.1、三维图形设计的意义与趋势三维图形在很多领域都有很广泛的实际应用，在开发三维图形应用程序的过程中，为了确保核心算法模块的通用性与扩展性，并可能的降低成本，通常把与核心技术密切相关的内容提取出来进行地理开发，而三维图形引擎正是这样的一个独立模块。
目前，计算机图形学已进入三维时代，三维图形引擎作为上层图形应用的核心，决定着三维图形的表现、稳定性、速度和真实感等特性，这些特性都与三维图形引擎密切相关，建立在引擎的基础之上。
因此，研究开发一款功能强大、稳定高效的三维图形引擎，以及其中的关键技术具有极大的应用价值和研究意义。
融合知识工程的三维设计软件是辅助设计工具变革的一个里程碑，三维设计软件不但能将设计规则、设计标准等规则性知识集成在软件中，而且能将设计人员的设计过程有效纪录下来，完成设计过程知识的积累。
后期设计人员在使用三维软件时，既能高效率地保证设计方案满足设计规则、设计标准的要求，又能使用早期积累的过程知识自动完成设计方案的构建。
现阶段市场竞争激烈，产品日趋复杂，个性化要求日益增多，设计开发的难度越来越大。
在知识爆炸的时代，企业如何满足市场环境的要求是每个企业必须面临的问题。
有效的知识积累、知识重用，促进高效率、高质量、创新性的设计开发是企业的唯一生存之道。
采用三维软件辅助设计将满足这一发展需求，因而采用三维软件辅助设计是必然的发展趋势。
这种发展趋势可以从汽车、飞机等行业近期的发展，以及3D软件近年的市场份额增加得到证实。
第二章需求分析2.1、课题实现的功能（1）本课题要求应用OpenGL的光照技术和纹理技术实现一个简单的三维真实感图形的程序设计。
具体要求实现功能：1、通过对话方式实现交互式设计光照模型功能。
2、实现三维模型纹理映射功能。
3、用鼠标跟踪球方法实现三维模型的空间旋转。
（2）技术要点说明1、三维模型显示场景树：将三维可视化模型场景内容分解用一种树或表数据结构描述。
2、实现一个读Targa文件的程序：Targa是一种常见的图像格式文件，该文件通常以未压缩的格式存储图像。
3、实现鼠标跟踪球方法程序。
2.2、课题设计思路要设计一个良好的场景和优秀的交互方式，现在虚拟现实场景十分繁多，各种交互方式也五花八门，我们要选择特定的场景，场景要保证两点：一是其新鲜性，让人耳目一新，否则会让人有过于老套的感觉；另外就是其真实度，这是本次课题的着重关注点；在选取选定的场景后，我们要定义各交互方式，在从现有可得到的交互方式案例中提取和创新，以保证开发出来的交互方式可以最大程度的提高人机交互的效率。
场景的规模是必须考虑的，因为设计的时间和人员有限，必须限制场景规模，没有时间和人力去开发过大的场景规模，但是如果场景规模过小，演示系统就无法给人带来非常强烈的真实感冲击，而且过小规模的场景也会限制交互方式的设计和开发。
三维图形及动画场景的显示，就是把所建立的三维空间模型，经过计算机的复杂处理，最终在计算机二维屏幕上显示的过程，并且在显示的过程要保证其真实感。
一般，设计三维图形软件要经过以下步骤：(1)图元建立三维模型。
(2)设置观看物体的窗口和观看点（视点）。
(3)设定各物体的属性（如色彩、光照、纹理映射等）(4)如果要物体动起来，还要进行图形变换（如几何变换、视窗变换和投影变换等）。
(5)三维图形的二维化。
第三章三维图形的设计过程3.1、三维图形设计的过程如下：(1) 建立三维模型建立三维模型，就是在三维坐标系中画三维场景。
利用画点（Point）、画线（Line）、画多边形(Polygon)等函数可以建立复杂的空间模型。
在表示三维空间时，一般用齐次坐标（Homogeneous Coordinate）。
在实际应用时一般把一系列顶点（Vertex ）组织起来以构成物体或图元。
(2) 置窗口和视口图形显示的区域称为显示窗口。
流程顺序为：定义一个窗口一般由以下步骤完成：设置窗口模式，设置窗口位置、大小，初始化窗口，窗口颜色设置清理窗口是指把窗口清成某种颜色。
要观看场景，也需要一个窗口，即视口。
通俗地讲，视口变大，场景被放大；视口变小，场景被缩小。
(3) 设置光照要使物体具有真实感，就要对物体进行光照处理。
在计算机图形学中，物体的真实感应考虑两种因素：光源和物体材质。
3.2、设计过程说明：首先，为了绘制三维分形图形，我们先要建立数学模型。
物体的三维模型的建立，需要向计算机输入三维数据，而在实际应用中，三维数据的输入是一个复杂的问题，需要用曲线、曲面拟合的方法建立模型。
因此要根据不同的三维分形图形的具体情况，寻找合适的方法来建立它们各自的数学模型。
其次，要在计算机上进行三维分形的算法实现。
在显示设备上逼真地显示出建立的模型，需要对原始图形数据进行坐标变换、隐藏面消除和明暗处理，最后生成所要显示的真实感图形。
针对不同的三维分形图形，如何采取合适的方法在计算机上实现，需要通过对问题的具体分析后进行选取。
第四章三维图形的主程序4.1、主要程序设计的说明//main函数（其中部分函数代码省略）#include <gl/glut.h>#include <stdio.h>#include <math.h>#include "gtools.h"#include "Texture.h"#define MAXTEXTURE 1 //定义纹理贴图数GLuint texture[MAXTEXTURE]; //纹理数组，保存纹理名字（name）// 鼠标位置int OldX = -1;int OldY = -1;// 是否进行鼠标追踪球bool gIsStartTrackBall = false;// 旋转矩阵double mMatrix[16];// 向量的点积 double dotMult(GPoint3d v1, GPoint3d v2){……}// 向量的叉积 GPoint3d crossMult(GPoint3d v1, GPoint3d v2) {……} // 将鼠标二维点映射为球面向量(用于鼠标追踪球)GPoint3d gMousePtToSphereVec(int x, int y, int w, int h) {……}//绘制网格线void drawPlane(){glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);for(float u=-1.0; u<=1.0; u+=0.2f){glBegin(GL_LINES);glVertex3f(-1, 0, u);glVertex3f(1, 0, u);glVertex3f(u, 0, -1);glVertex3f(u, 0, 1);glEnd();}}//绘制正方体void DrawTextureCube(double xPos,double yPos,double zPos) {glPushMatrix();glTranslatef(xPos,yPos,zPos);//顶面glBegin(GL_QUADS);glTexCoord2f(0.0,0.0);glVertex3f(-0.3,0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,0.0);glVertex3f(0.3,0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,1.0);glVertex3f(0.3,0.3,-0.3);glTexCoord2f(0.0,1.0);glVertex3f(-0.3,0.3,-0.3);glEnd();//正面：glBegin(GL_QUADS);glTexCoord2f(0.0,0.0);glVertex3f(0.3,-0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,0.0);glVertex3f(0.3,0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,1.0);glVertex3f(-0.3,0.3,0.3);glTexCoord2f(0.0,1.0);glVertex3f(-0.3,-0.3,0.3);glEnd()//右面：glBegin(GL_QUADS);glTexCoord2f(0.0,0.0);glVertex3f(0.3,0.3,-0.3);glTexCoord2f(1.0,0.0);glVertex3f(0.3,0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,1.0);glVertex3f(0.3,-0.3,0.3);glTexCoord2f(0.0,1.0);glVertex3f(0.3,-0.3,-0.3);glEnd();//左面glBegin(GL_QUADS);glTexCoord2f(0.0,0.0);glVertex3f(-0.3,-0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,0.0);glVertex3f(-0.3,0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,1.0);glVertex3f(-0.3,0.3,-0.3);glTexCoord2f(0.0,1.0);glVertex3f(-0.3,-0.3,-0.3);glEnd();//底面：glBegin(GL_QUADS);glTexCoord2f(0.0,0.0);glVertex3f(0.3,-0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,0.0);glVertex3f(-0.3,-0.3,0.3);glTexCoord2f(1.0,1.0);glVertex3f(-0.3,-0.3,-0.3);glTexCoord2f(0.0,1.0);glVertex3f(0.3,-0.3,-0.3);glEnd();//后面：glBegin(GL_QUADS);glTexCoord2f(0.0,0.0);glVertex3f(0.3,0.3,-0.3);glTexCoord2f(1.0,0.0);glVertex3f(0.3,-0.3,-0.3);glTexCoord2f(1.0,1.0);glVertex3f(-0.3,-0.3,-0.3);glTexCoord2f(0.0,1.0);glVertex3f(-0.3,0.3,-0.3);glEnd();glPopMatrix();}// 绘制事件函数void displayEvent(){glClearColor(0, 0, 0, 0); //设置背景颜色glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //设置当前矩阵为模型视图矩阵 glLoadIdentity(); //载入单位矩阵glTranslatef(0, 0, -3.50f);glMultMatrixd(mMatrix);drawPlane();glLineWidth(2); //线宽glDisable(GL_BLEND); // 关闭透明处理glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 启用深度测试glBlendFunc(GL_SRC_COLOR,GL_DST_COLOR); // 指定计算源混合因子和目标混合因子glPushMatrix();glTranslatef(-0.3, 0.3, -0.3);DrawTextureCube(0.0,0.0,0.0); // 绘制正方体glPopMatrix();glPushMatrix();glTranslatef(0.3, 0.2, -0.3);glColor3f(0.98,0.625,0.12);glutSolidSphere(0.2f, 16, 16); // 绘制球体glPopMatrix();glPushMatrix();glTranslatef(-0.1, 0.0, 0.3);glRotatef(-90, 1, 0, 0);glColor3f(0.0,0.9,0.0);glutWireCone(0.2f, 0.8f, 16, 16); // 绘制圆锥体glPopMatrix();glFlush();glutSwapBuffers(); // 交换缓存}//对opengl进行设置void InitGL(GLvoid){glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glEnable(GL_CULL_FACE);glFrontFace(GL_CCW);//启用2D纹理映射：glEnable(GL_TEXTURE_2D);glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST); // 最精细的透视计算BuildTexture("B_mar003b_49.jpg", texture[0]); //生成纹理，并保存在texture[0]中。