计算机图形学课程设计--圆柱面图像纹理映射算法
计算机图形学课程设计--圆柱面图像纹理映射算法
《计算机图形学》课程学习报告项目题目：圆柱面图像纹理映射算法目录一、项目描述 (1)1.1圆柱面的建立和二维图像纹理的绑定 (1)1.2坐标系的建立 (1)二、项目需求 (1)2.1 几何构造的原理 (1)2.2、动画的设计 (2)2.3 纹理的设计 (2)2.3.1 纹理映射的原理 (2)2.3.2 纹理定义 (2)三、项目设计 (3)3.1、窗口设计以及各项功能的实现 (3)3.1.1 窗口设计函数 (3)3.1.2 点表函数 (4)3.1.3 面表函数 (4)3.1.4 绘制圆柱函数 (6)3.1.5 透视变换函数 (8)3.1.6 读入纹理函数 (8)3.1.7 背景函数 (9)3.1.8 时间函数 (9)3.1.9 动画控制函数 (10)四、项目效果 (10)4.1构造图形分析以及坐标系变换的效果.....................................错误!未定义书签。
五、项目总结 (11)六、参考文献 (12)一、项目描述1.1、圆柱的建立和二维图像纹理的绑定以屏幕客户区中心为体心建立圆柱面的几何模型。
读入二维位图图像纹理，将纹理绑定到圆柱上。
使用材质慢反射率设置纹理颜色，光源颜色设置为白色。
使用Phong 明暗处理绘制光照纹理圆柱面动画1.2、坐标系的建立1>、自定义屏幕三维左手坐标，原点位于客户区中心，x 轴水平向右为正，y 轴垂直向上为正，z 轴指向屏幕内部，2>、建立三维用户右手坐标系{O ；x ，y ，z}，原点O 位于客户区中心，x 轴水平向右，y 垂直向上，z 轴指向读者。
二、项目需求2.1、几何构造的原理圆柱面采用平面四边形小面逼近，需要根据周向相邻2个小面的法矢量计算平均法矢量。
对于索引号（i ，j ）的顶点，其相邻顶点的索引号如图所示。
图中箭头所示为每个小面的边矢量，俩个边矢量的叉积得到小面的法矢量Ni 。
小面的平均法矢量N 的计算公式为N=∑∑==10i 10i NiNi2.2、动画的设计实现动画的函数void CMy123054212View::OnPlay()i,j i ，，j-1圆柱面平均法矢量的计算{// TODO: Add your command handler code herebPlay=bPlay?FALSE:TRUE;if(bPlay)//设置定时器SetTimer(1,150,NULL);ElseKillTimer(1);}设定动画时间void CTestView::OnTimer(UINT nIDEvent)//动画时间函数{// TODO: Add your message handler code here and/or call defaultBeta=5;tran.RotateY(Beta);Invalidate(FALSE);CView::OnTimer(nIDEvent);}2.3、纹理的设计2.3.1 纹理映射的原理使用MFC的资源标签页加载二维图像纹理，DDB位图的标识取为IDB_TEXTURE。
纹理映射原理
纹理映射原理纹理映射是计算机图形学中一项重要技术，它能够使得我们在二维平面上将纹理贴到三维物体表面，从而增加真实感和细节。
在这个过程中，纹理映射使用了几种关键概念和原理。
首先，纹理映射使用了纹理坐标来描述物体表面上各点和纹理图像中像素的对应关系。
纹理坐标可以看作是物体表面上的一个点在纹理图像中的位置。
通常，纹理坐标是由两个浮点数(u, v)表示，范围一般是[0, 1]。
通过纹理坐标，我们可以在纹理图像中确定应该对应到物体表面上的纹理像素。
当计算机渲染三维物体时，纹理映射的第一步是将纹理坐标映射到物体表面上的每个顶点。
这个过程是通过纹理坐标的插值来实现的，通常使用三角形插值的方法，将纹理坐标从顶点插值到三角形的内部。
一旦顶点的纹理坐标已经确定，接下来的步骤是在三角形内部的每个像素上进行纹理采样。
纹理采样过程是通过纹理过滤器实现的。
常用的纹理过滤器包括最邻近采样、双线性插值和三线性插值等。
最邻近采样是一种简单的方法，它通过找到离目标像素最近的纹理像素进行采样。
双线性插值则是通过对目标像素周围的四个纹理像素进行加权平均来得到采样结果，这样可以平滑过渡纹理。
而三线性插值是双线性插值的扩展，它通过对两个不同分辨率的纹理图像进行双线性插值采样，实现了更好的纹理细节表现。
纹理映射最常用的应用之一是纹理映射贴图。
这是通过将纹理图像贴到三维物体表面来实现纹理映射。
贴图包含了物体表面的颜色和纹理信息，以及表面法线和材质属性等。
在贴图中，每个像素的颜色通常由纹理坐标和相应的纹理采样获得。
通过适当的纹理坐标和纹理过滤器，我们可以在渲染过程中实时调整物体的表面质感，从而产生逼真的效果。
纹理映射还可以用于实现其他图形效果，例如投影纹理映射和镜面反射。
投影纹理映射通过将纹理图像投射到物体表面上，产生伪影的效果。
镜面反射则通过将环境图像或虚拟场景映射到物体表面上，使物体表面看起来像一个镜子，反射周围环境的景象。
综上所述，纹理映射是计算机图形学中的重要技术，通过使用纹理坐标、插值和采样等方法，将纹理图像贴到三维物体表面上，实现细节和真实感的增加。
纹理映射技术
• 设置纹理采样方式 – 调用函数SetSamplerState设置纹理采样方式
– 四种：
• Nearest-Point Sampling • Linear Texture Filtering • Anisotropic Texture Filtering • Texture Filtering with Mipmaps
3. 纹理压缩
• 一个直接针对纹理内存和带宽的解决方法是固定 速率的纹理压缩(fixed-rate texture compression)。
• 通过硬件即时对压缩的纹理进行解压，所需的纹 理内存可减少，从而增加了有效Cache的大小， 同时减少了带宽需要。
• 一般双线性插值;
• 从而三角形上每个象素点都可对应地到纹理图片上去 取颜色．
思考？
• 图像与几何体的尺寸不一致怎么办？
• 几何对应的纹理空间超出[0,1)纹理空间怎么办？ • 几何物体本身有颜色怎么办?
问题1: 纹理图像缩放(纹理采样方式)
• 在硬件图形加速卡中，纹理图像的大小经常为 2m×2n(或者2m×2m)的纹素，其中m和n为非负整数。
• 分配顶点纹理坐标 • 设置当前渲染纹理
– SetTexture（）
• 设置纹理渲染状态
– SetTextureStageState（）
• 渲染顶点缓冲区
– SetStreamSource( 0, g_pVB, 0, sizeof(CUSTOMVERTEX) );
– SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX ); – DrawPrimitive( D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2);
问题2: 纹理重复方式
(1,1) (0,0)
计算机形学纹理映射基础知识全面解析
计算机形学纹理映射基础知识全面解析计算机形学纹理映射是图形图像处理中一个重要的技术，它可以将纹理图像映射到三维模型的表面上，使得模型表面呈现出细腻的纹理效果。
在计算机图形学和计算机视觉领域，纹理映射被广泛应用于三维建模、游戏开发、虚拟现实、电影特效等方面。
本文将对计算机形学纹理映射的基础知识进行全面解析，包括纹理的表示、纹理坐标映射、纹理过滤和纹理映射技术的应用等内容。
一、纹理的表示纹理是一种通过图像来描述物体表面外观的技术。
计算机中，纹理可以用一幅位图来表示。
位图是由一系列像素点组成的二维矩阵，每个像素点的颜色值通过RGB模型来表示。
在纹理映射中，我们常用的纹理图像格式有BMP、JPEG、PNG等。
这些图像格式不仅可以表示颜色信息，还可以表示其他图像特征，比如透明度、反射率等。
纹理图像的大小通常是2的幂次方，例如256×256、512×512等。
二、纹理坐标映射纹理映射的基本原理是将纹理图像中的像素映射到模型表面上的坐标。
为了实现这一映射，需要给模型的每个顶点指定一个纹理坐标。
纹理坐标是一个二维坐标，通常用(u, v)表示。
顶点的纹理坐标决定了其在纹理图像中的采样位置。
通过对纹理坐标的插值或者变换，可以得到模型表面上每个点所对应的纹理坐标，从而获取纹理图像中的像素值。
这样，模型表面上的每个点都可以呈现出纹理图像中所对应的颜色。
三、纹理过滤纹理过滤是纹理映射中一个重要的技术，它处理了三维模型表面和纹理图像之间的采样问题。
在纹理映射中，对于模型表面上一个离散的点，需要从纹理图像中获取它所对应的纹理值。
由于纹理图像的像素点是有限的，而模型表面上的点是连续的，因此需要对纹理进行采样过滤。
常用的纹理过滤算法有最近邻采样、双线性插值、三线性插值等。
这些过滤算法可以有效减少纹理映射过程中的失真，提高纹理映射的质量。
四、纹理映射技术的应用纹理映射技术在计算机图形学和计算机视觉领域有着广泛的应用。
计算机形学的纹理映射
计算机形学的纹理映射计算机图形学中的纹理映射是一种常见且广泛应用的技术，用于增强三维模型的真实感和细节。
本文将探讨纹理映射的概念、原理和应用，并分析其在计算机图形学领域中的重要性。
一、概述纹理映射是一种将二维图像贴附到三维模型表面的过程。
它通过在三维模型的表面上粘贴纹理图像来模拟真实世界中的材质和细节。
纹理映射可以使平凡的三维模型变得生动，并为渲染引擎提供更真实的光照效果。
二、纹理映射的原理纹理映射的原理可简单描述为以下三个步骤：1. 纹理坐标的计算：为了将二维纹理贴附到三维模型表面上，首先需要计算每个顶点的纹理坐标。
纹理坐标是一个二维向量，指示了纹理图像中的像素位置。
2. 纹理插值：一旦获得了每个顶点的纹理坐标，渲染引擎会根据每个像素的位置在顶点之间进行插值计算，以确定其在纹理图像中的位置。
这样可以确保纹理图像均匀地覆盖整个三维表面。
3. 纹理采样：根据插值计算的纹理坐标，渲染引擎从纹理图像中采样像素值。
采样过程将决定每个像素的颜色和纹理特征。
三、纹理映射的应用纹理映射在计算机图形学中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 视觉效果：纹理映射可用于创建逼真的视觉效果，如岩石、树木的表面纹理。
通过将真实世界的图像应用到模型上，可以使其看起来更加真实。
2. 游戏开发：游戏中的角色、场景和物体通常都需要进行纹理映射。
纹理映射可以为游戏提供更好的视觉效果，并增加游戏的沉浸感。
3. 虚拟现实：纹理映射是虚拟现实技术中不可或缺的一部分。
通过在虚拟环境中应用纹理，可以增强用户感知，使其更好地融入虚拟世界。
4. 增强现实：纹理映射在增强现实应用中也扮演着重要角色。
通过在现实世界中投射纹理，可以实现虚拟物体与真实世界的交互。
结论纹理映射是计算机图形学中的重要技术之一，通过将二维纹理应用于三维模型的表面，可以增强模型的真实感和细节。
它在视觉效果、游戏开发、虚拟现实和增强现实等领域都有广泛应用。
纹理映射的原理和应用需要综合考虑，以确保最佳的效果和性能。
纹理映射方法
纹理映射方法纹理映射方法是计算机图形学领域中非常重要的一部分，它能够为计算机生成的图像赋予更真实的外观和细节。
随着计算机技术的不断发展和进步，纹理映射方法也在不断演化和改进。
本文将详细介绍纹理映射方法的概念、原理、分类以及在计算机图形学领域中的应用，希望能够对读者有所帮助。
一、纹理映射方法的概念纹理映射是将一个二维图像或纹理图像映射到三维物体表面上的过程。
通俗地说，就是将一张图片贴到三维物体上，以增加真实感和细节。
纹理映射方法主要包括纹理坐标的映射和纹理像素的采样。
纹理坐标的映射是将三维物体上的顶点坐标映射到二维纹理坐标系上，从而确定纹理图像上相应的位置。
而纹理像素的采样则是根据纹理坐标从纹理图像中获取颜色信息，然后应用到物体表面上。
二、纹理映射方法的原理纹理映射的基本原理是在给定的纹理坐标系下，将三维物体表面上的点映射到二维纹理图像上，并根据映射到的位置从纹理图像中获取相应的颜色信息。
这样可以为物体表面赋予更加细致的纹理和外观，进而增加真实感和视觉效果。
三、纹理映射方法的分类根据不同的映射方式和实现技术，纹理映射方法可以分为多种类型，包括：简单纹理映射、投影纹理映射、环境纹理映射、积分纹理映射、多层纹理映射等。
简单纹理映射是最基本的纹理映射方法，它将纹理图像简单地贴到物体表面上。
投影纹理映射是根据投影方式将纹理映射到物体表面上，常见的有透视投影和正交投影。
环境纹理映射是根据物体表面法向量和观察者位置确定纹理颜色，实现物体表面的反射和折射效果。
积分纹理映射是通过对纹理图像进行积分来模拟散射光效果，以增加真实感。
多层纹理映射是将多个纹理图像叠加到物体表面上，以实现更加复杂的效果。
四、纹理映射方法在计算机图形学中的应用纹理映射方法在计算机图形学中有着广泛的应用，包括游戏开发、动画制作、虚拟现实等领域。
在游戏开发中，通过精细的纹理映射方法，可以使游戏场景和角色更加逼真，增加游戏的沉浸感和真实感。
动画制作中，纹理映射方法可以为角色表面赋予更加真实的皮肤质感和细节，提升动画的观赏性。
高级计算机图形学纹理映射
虽然从概念上讲，最 终必定用到上述的函 t 数，但实际采用的是 却是间接的方法
s
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逆映射
我们需要的是逆向操作
• •
给定一个像素，我们想知道它对应于对象上的哪个点 给定对象上的一个点，我们想知道它对应于纹理中的 哪个点
此时需要如下形式的映射
s = s(x,y,z) t = t(x,y,z)
• 从概念上说，就是映射发生的地方
• 最终图像生成的地方
屏幕坐标系 (xs,ys)
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纹理映射框架
参数坐标
纹理坐标
世界坐标
屏幕坐标
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映射函数
基本问题就是如何定义映射 考虑从纹理坐标到曲面上一点的映射 直观地看，应当需要三个函数
x = x(s,t), y = y(s,t), z = z(s,t)
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球面映射
半径为r的球的参数方程
x = r cos 2pu y = r sin 2pu cos 2pv , 0 ≤ u,v ≤ 1 z = r sin 2pu sin 2pv
类似于地图绘制中的映射
• 肯定有变形
用在环境映射中
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立方体映射
适合应用于正交投影 也用在环境映射中
29
两步映射中的第二个映射
伸
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两步映射
解决映射问题的另外一种方法 首先把纹理映射到一个简单的中间曲面上 例如：映射到圆柱上
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圆柱面映射
高为h，半径为r圆柱的参数方程是
x = r cos 2p u y = r sin 2p u , 0 ≤ u,v ≤ 1 z=hv
纹理映射原理
纹理映射是计算机图形学中一种常用的技术，用于将图像或纹理贴到三维模型的表面上，以使得模型具备更真实的外观。
纹理映射原理是通过将纹理图像上的颜色和纹理坐标与三维模型的表面相对应起来，从而实现贴图的效果。
纹理映射原理可以概括为以下几个步骤：1.创建纹理映射贴图：首先需要准备一张纹理图像，可以是一幅二维图像，也可以是一系列图像的集合。
纹理图像可以是真实拍摄的照片，也可以是由计算机生成的图案。
通常情况下，纹理图像需要进行预处理，以使得图像的颜色、亮度等方面更适合进行纹理映射。
2.为模型定义纹理坐标：每个顶点都需要关联一个纹理坐标，以确定纹理贴图上对应的颜色。
纹理坐标一般使用二维坐标表示，常用的表示方法是使用（u，v）坐标系。
3.将纹理坐标映射到模型表面：根据模型的顶点和三角形面片的顶点，将对应的纹理坐标映射到模型的表面上。
通过线性插值等算法，可以计算出每个像素上对应的纹理坐标。
4.纹理差值：根据纹理坐标的映射结果，在纹理图像中进行颜色插值。
常见的插值算法包括双线性插值和三线性插值，通过计算纹理坐标与其周围像素的相对位置和颜色值，可以获得像素的纹理颜色。
5.纹理映射：将插值计算得到的纹理颜色，应用到三维模型的表面上的对应像素上。
这一步会根据纹理坐标的映射结果，将纹理颜色与模型的表面颜色进行融合。
6.光照计算：完成纹理映射后，模型的表面会具备更真实的纹理外观。
此时，可以通过计算模型表面的光照来进一步提升模型的真实性。
除了上述基本原理外，还有一些高级的纹理映射技术可以应用在特殊场景中，例如投影纹理映射、环境贴图等。
投影纹理映射利用光源产生的投影，将纹理映射到模型表面上，可以实现根据模型的形状和光照变化改变纹理的效果。
环境贴图则是利用球形贴图将环境中的景象和光照信息贴到模型表面，可以实现纹理的光滑过渡以及虚拟场景的真实感。
总结起来，纹理映射原理是通过将纹理图像上的颜色与模型表面进行对应映射，实现将图像贴到三维模型上的效果。
纹理 圆柱形映射 公式说明
纹理圆柱形映射公式说明
纹理映射是一种将纹理（图像）映射到几何表面的技术，通常用于计算机图形学。
对于圆柱形映射，其公式说明如下：
1. 圆柱面参数方程：设圆柱面上的点为 P(x, y, z)，其中 x 和 y 是平面坐标，z 是高度。
参数 t 表示围绕圆柱轴线的角度，通常以弧度为单位。
圆柱面的
参数方程可以表示为：
x = r × cos(t)
y = r × sin(t)
z = z
其中 r 是圆柱半径。
2. 纹理坐标：将纹理映射到圆柱面上，需要为每个点指定一个纹理坐标。
假设 P 点的纹理坐标为 (s, t)，其中 s 和 t 分别表示纹理的行和列。
根据参数
方程，可以得到以下公式：
s = t × d
t = z / h
其中 d 是纹理的宽度，h 是圆柱的高度。
3. 映射过程：通过上述公式，可以将圆柱面上的点 P 映射到纹理上。
具体地，首先计算出 s 和 t 的值，然后使用这两个值作为索引在纹理数组中进行查找，得到相应的颜色值，并将其应用到底层几何图元上。
4. 注意事项：在实现圆柱形纹理映射时，需要注意以下几点。
首先，要确保纹理的宽度和高度与圆柱的半径和高度相匹配，否则可能会出现明显的拉伸或扭曲。
其次，要考虑到纹理坐标的重复性，确保纹理在圆柱表面无缝接合。
最后，在采样过程中，要考虑到采样区域的局限性，以避免出现明显的走样现象。
希望这个说明能帮到你。
如需更多信息，建议查阅计算机图形学相关书籍或咨询专业人士。
计算机图形学技术在影视特效中的应用教程和算法原理
计算机图形学技术在影视特效中的应用教程和算法原理概述：计算机图形学技术在现代影视特效中占据着重要的地位。
从早期的简单特效到如今的逼真视觉效果，计算机图形学的发展使得影视行业能够更加精确地实现导演的创意和故事情节。
本文将介绍计算机图形学技术在影视特效中的应用教程和算法原理。
1. 纹理映射纹理映射是将图像贴到三维模型表面的过程，使得模型呈现出真实的外观。
在影视特效中，纹理映射常常用于人物皮肤、建筑物外观等场景。
纹理映射技术主要包括几何贴图、光照贴图和法线贴图等。
2. 粒子系统粒子系统是模拟微小粒子效果的技术，在影视特效中广泛应用于火焰、烟雾、水花等场景。
粒子系统依据物理规律对粒子的生命周期、速度、形状等进行建模，通过数以万计的粒子聚合形成逼真的效果。
3. 光线追踪光线追踪是实现真实光照效果的关键技术之一。
它通过模拟光线在场景中的传播路径，计算光线与物体的相交点和光线与物体间的相互作用，来生成逼真的阴影、反射和折射效果。
4. 物理模拟物理模拟是通过模拟物体之间的物理规律，实现真实的力学运动效果。
在影视特效中，物理模拟常用于模拟碰撞、破碎、流体等效果。
通过应用质点系统、弹簧模型、流体动力学等算法，可以实现逼真的物体动态效果。
5. 几何变形几何变形是改变物体形状的技术，通过对三维模型进行形变，可以实现特殊效果如变形人物、变形车辆等。
常用的几何变形算法包括基于骨骼的蒙皮、自由变形等。
6. 运动捕捉运动捕捉是将真实人物的动作数据应用到虚拟角色上的技术。
通过使用传感器捕捉演员的身体动作，可以实现逼真的人物动画效果。
运动捕捉技术可应用于动作片、游戏等领域。
7. 景深效果景深效果是通过模拟相机对焦，使得前景和背景呈现不同的清晰度，增加画面的深度感。
景深效果在电影拍摄中被广泛应用，并可以通过计算机图形学技术在后期制作中进行增强。
8. 高动态范围渲染高动态范围渲染是将真实场景所具有的较大动态范围映射到低动态范围显示设备上的技术。
计算机图形学实验报告--纹理映射
glRotatef(x,1.0f,0.0f,0.0f); glRotatef(y,0.0f,1.0f,0.0f); glRotatef(z,0.0f,1.0f,1.0f);
// 在 X 轴上旋转立方体 // 在 Y 轴上旋转立方体 // 在 YZ 轴上旋转立方体
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]); glBegin(GL_QUADS);
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); glEnd(); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[4]); glBegin(GL_QUADS); // Left Face glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);
//Load The Bitmap, Check For Errors, If Bitmap's Not Found Quit if (TextureImage[0]=LoadBMP("Data/Crate.bmp")) { Status=TRUE; // Set The Status To TRUE // Create The Texture
if (TextureImage[0]) {if (TextureImage[0]->data) {
// If Texture Exists // If Texture Image Exists
纹理映射方法
纹理映射方法纹理映射是计算机图形学中一种重要的技术，它可以将纹理图像应用于三维对象表面，从而增强三维对象的视觉效果，提高视觉逼真度。
本文将介绍纹理映射的基本原理、方法、应用和实现技术。
一、纹理映射的基本原理纹理映射是一种将纹理图像应用于三维对象表面的技术，通过将纹理图像映射到三维对象表面，可以实现对三维对象的视觉效果进行增强。
纹理映射的基本原理是将纹理坐标系与三维对象表面坐标系进行对应，将纹理图像上的像素点映射到三维对象表面上的对应点，从而实现纹理的映射。
1. 简单纹理映射简单纹理映射是最基本的纹理映射方法，它只考虑了纹理坐标系和对象表面坐标系之间的简单对应关系，没有考虑纹理的缩放、扭曲和剪切等问题。
这种方法适用于简单的纹理应用场景。
2. 仿射变换纹理映射仿射变换纹理映射是在简单纹理映射的基础上，对纹理图像进行仿射变换，从而实现更复杂的纹理效果。
可以通过调整仿射变换矩阵来控制纹理的缩放、旋转、扭曲等效果，从而实现对纹理图像的灵活应用。
3. 贴花纹理映射贴花纹理映射是一种将多个纹理合并在一起的方法，可以通过在三维对象表面多次应用不同纹理来实现更加丰富的视觉效果。
可以通过调整贴花矩阵和控制参数来控制不同纹理之间的混合方式，从而实现更加自然的效果。
4. 多层纹理映射多层纹理映射是将多个纹理叠加在一起的方法，可以通过在不同的层上应用不同的纹理来实现更加丰富的视觉效果。
可以通过调整叠加顺序和参数来控制不同纹理之间的融合效果，从而实现更加自然的视觉效果。
三、纹理映射的应用1. 自然景物仿真纹理映射可以用于模拟自然景物的外观，通过将自然景物图像应用于三维模型表面，可以使其看起来更加逼真。
例如，可以将树叶、石头、水波等自然景物图像应用于三维模型表面，从而使其看起来更加自然。
2. 特效表现纹理映射可以用于表现各种特效，例如火焰、烟雾、水纹等。
可以通过将特效图像应用于三维模型表面，从而使其看起来更加真实。
3. 游戏开发纹理映射在游戏开发中有着广泛的应用，可以通过将游戏场景中的物体表面贴上纹理图像，来提高游戏的视觉效果和真实感。
计算机图形学的基础理论与算法
计算机图形学的基础理论与算法计算机图形学是研究如何利用计算机来生成、显示和处理图像的学科。
它涵盖了很多基础理论和算法，本文将详细介绍计算机图形学的基础理论和算法，并分点列出内容。
以下为详细步骤：1. 背景介绍- 简要介绍计算机图形学的定义和应用领域- 引出图形学的基础理论和算法的重要性2. 基础理论2.1. 数学基础- 向量和矩阵运算的基本概念和公式- 坐标转换和变换矩阵的原理和应用- 齐次坐标和透视投影的概念和计算方法2.2. 几何学基础- 点、线、面的描述和表示方法- 几何变换（平移、旋转、缩放）的理论和计算方法- 几何运算（交点、重合、距离等）的基本原理和算法3. 图形生成算法3.1. 点、线、面的生成算法- DDALine算法：基于斜率的直线生成算法- BresenhamLine算法：基于整数运算的直线生成算法- MidpointCircle算法：中点画圆算法3.2. 曲线和曲面的生成算法- Bezier曲线：控制点和插值基函数的概念和计算方法 - B样条曲线：节点矢量和基函数的定义和计算方法- 曲面生成算法：基于曲线的旋转、细分等方法4. 光栅化和填充算法- 图形的光栅化原理和步骤- 扫描线填充算法：处理凸多边形和凹多边形的填充算法 - 边界填充算法：处理带洞多边形的填充算法- 区域填充算法：处理具有复杂形状的区域填充算法5. 三维图形学5.1. 三维坐标和投影- 世界坐标、视觉坐标和屏幕坐标的转换方法- 透视投影和正交投影的概念和计算方法5.2. 三维变换和可视化- 平移、旋转、缩放、镜像等三维变换的理论和计算方法 - 数据可视化的基本原理和算法6. 图像处理和渲染- 图像处理的基本概念和方法：滤波、边缘检测、色彩转换等- 图像渲染的基本概念和方法：光照、阴影、纹理映射等7. 应用实例- 介绍一些计算机图形学在实际应用中的案例，如计算机游戏、虚拟现实、动画制作等- 引出计算机图形学的发展趋势和挑战总结：通过本文详细介绍了计算机图形学的基础理论和算法，包括数学基础、几何学基础、图形生成算法、光栅化和填充算法、三维图形学、图像处理和渲染等方面的内容。
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。
OpenGL参数曲面纹理映射的实现
OpenGL参数曲面纹理映射的实现的１．０。
８坐标的范围为从＋Ｙ轴的０．０处开始，到＋Ｘ轴的０．２５，再到一ｙ轴的０．５，再到一Ｘ轴的０．７５，最后返回到＋Ｙ轴的１．０处。
如图２，就是利用Ｏｐｅｎｇｌ中由二次工具生成的纹理坐标的圆柱面的纹理映射。
图２圆柱面纹理映射３．ＮＵＲＢＳ曲面纹理映射（１）ＮＵＲＢＳ曲线的定义ＮＵＲＢＳ曲线为一分段的有理多项式函数，其表达式５为：…∑Ｂ“（ｕ）ＥＫＰ（１‘）＝上０＿——一∑Ｂ“（ｕ）Ｅｉ＝０（５）式中Ｋ为控制点，职为权因子，Ｂ“（ｕ）为｜｜｝次日样条基函数，由递推公式定义为式６：蹦Ⅱ）：ｆ㈠ｔ辄引ＭＬ０ｏｔｈｅｒｓ删加掣＋虹掣（６）（ｔ。
．Ｉ≤址≤ｔ。
＋Ｉ，ｋ＞Ｏ）式（６）中ｋ为幂次，‰（ｉ＝０，１，…，ｍ）为节点，形成节点矢量Ｕ＝［Ｕ０，“ｌ’．”，ｕ。
］。
当节点数为ｍ＋１，控制点数为ｎ＋ｌ，幂次为ｋ时，有关系式ｌｔｎ＝Ⅱ＋１。
（２）ＮＵＲＢＳ曲面的定义ＮＵＰ，ＢＳ曲面定义如下：∑∑Ｂｉ．。
（“）Ｂ（”）』．１职ＪＫＪＰ（ｕ，∥）＝上￥专—————一ｕ，”∈［ｏ，１］（７）∑∑Ｂｉ．。
（“）曰（叱吒式（７）中ＫＪ为控制点，职Ｊ为权因子，Ｂｕ（Ｈ），易．。
（ｕ）分别为沿“向的ｋ次和沿”向的ｔ次Ｂ样条基函数。
（３）ＯＰＥＮＧＬ中曲面纹理映射的实现在ＯｐｅｎＧＬ中，为了绘制一条样条曲线或曲面必须先定义求值器，才能计算曲线上点的坐标并完成绘制。
对于样条曲线，ＯｐｅｎＧＬ使用一维基函数，并且只使用如下形式的多项式：【４０研（ｎ）＝ｆ？ｋ１一“）州，ｆ＝０，…?，ｎ（８）多项式（８）称为ｎ次或／７，＋１阶Ｂｅｚｉｅｒ多项式。
设Ｐｊ表示控制点，则ｃ（ｕ）＝∑８７（ｕ）Ｐ，（９）这样，Ｃ（ｕ）就是样条曲线的求值器。
ｕ的取值范围为［０，１］。
如果ｕ的取值范围为［ｕ。
％］，则求值器为?３６?ｃ伫二丝１（１０）、％一Ｕｌ／对于曲面，求值器除了使用两个参数ｕ和”外，其余与一维求值器基本相同。
计算机图形学中的纹理映射技术研究
计算机图形学中的纹理映射技术研究计算机图形学是通过计算机技术的应用来实现图像的创作和处理。
其中最重要的技术之一就是纹理映射技术。
什么是纹理映射技术？简单来说，它是将一张2D的图片投影到一个3D的模型表面上的过程。
在计算机图形学中，纹理映射技术可以用于制作游戏、电影、虚拟现实和其他计算机图形应用。
纹理映射技术有许多种方法，但最常见的方法是贴图和UV映射。
下面将分别介绍这两种纹理映射技术。
贴图技术：这种技术最简单的方式是简单地将一张2D的图片贴到3D模型的表面上。
例如，在一个3D游戏中，通过将地形贴上类似于草、岩石和水这样的图片，可以让游戏场景更加真实。
该技术的另一种重要用途是在渲染过程中实现阴影和反射效果。
比如，在一个汽车的渲染场景中，使用贴图技术可以让渲染结果更加逼真。
UV映射技术：与贴图技术相比，UV映射技术则更加复杂。
这种技术通过将2D纹理映射到3D模型的表面上，从而实现更加复杂的纹理映射。
每个3D模型都有其自己的三维坐标系。
UV映射技术是在该坐标系中创建二维坐标系，并使用它来定位2D纹理。
UV映射需要首先将模型拆分成多个部分，然后对每个部分进行2D纹理映射。
例如，对于一个二十面体球，可以将它分为近似于三角形的小三角形。
对于每个小三角形，都需要采用UV映射技术，从而将2D纹理映射到该三角形的表面上。
UV映射技术在3D游戏开发中的应用非常广泛，因为它可以实现高度逼真的游戏图像。
该技术还可以用于制作电影和其他图形相关的项目。
需要指出的是，纹理映射技术并不是完美的。
在映射过程中，有些失真和不均匀性可能会出现，从而影响纹理的质量。
此外，随着模型变得更加复杂，要进行的映射就越多，从而增加了开发的难度。
纹理映射技术在计算机图形学中的应用非常广泛，不仅仅是游戏和电影领域，还包括虚拟现实、建筑和医学等。
纹理映射技术的不断发展和进步使得计算机图形学领域拥有了更加逼真和精细的图像。
随着技术的不断发展，我们也期待着未来的计算机图形学会展现更加真实的3D图像和建模技术。
chpt7_纹理映射
纹理映射
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
设置纹理图像数据。我们一般从一个图像文件 中读入纹理图像数据，比如从一个BMP文件或 者JPG文件等，读入到内存中的一个二维数组 中 接着调用glTexImage2D函数，把纹理从系统内 存（System Memory）传输到显卡中的显存中 （Video Memory）
示例：计算机生成纹理
纹理映射
纹理映射
OpenGL中的纹理映射：
使用纹理映射的第四步：在绘制代码里面，对 每个顶点指定纹理坐标。 OpenGL里面，纹理空间和对象空间的映射关 系留给了程序员来作 对于简单的三维物体（如平面、球、圆柱体、 参数曲面等），我们可以比较容易地来指定每 个顶点的纹理坐标 对于复杂的任意三维物体，一般需要使用建模 软件，来得到纹理坐标
typeIn Specifies the data type for dataIn.
GL_UNSIGNED_BYTE, GL_BYTE, GL_BITMAP, GL_UNSIGNED_SHORT, GL_SHORT, GL_UNSIGNED_INT, GL_INT, GL_FLOAT.
实验三 基于OpenGL的圆柱绘制 OpenGL纹理光照资料
实验三基于OpenGL的圆柱绘制1. 实验目的通过圆柱的绘制，掌握OpenGL编程环境的设置，基本图元的使用，光照的设置以及纹理的设置，理解曲面绘制的基本原理。
2. 实验内容（1）设置OpenGL编程环境；（2）利用三角形和四边形等基本图元绘制底面圆圆心在坐标原点，半径为r，高为h，方向沿z轴方向的圆柱；（3）设置光照（4）设置纹理：在圆柱的侧面上显示一张图片3.主要问题&结果截图①如何绘制圆柱？一种方法是调用gluc中的函数gluCylinder但本实验要求利用三角形和四边形等基本图元绘制所以这里主要采用类似微积分的方式绘制，就是将椭圆的侧面用多个四边形，底面用多个三角形来表示关键代码void Circle()底面的圆形void Cylinder()圆柱的侧面glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);//扇形连续填充三角形串glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);//圆心：这是三角形作为圆心的顶点int i = 0;for (i = 0; i <= 360; i += 15) glBegin(GL_QUAD_STRIP);//连续填充四边形串int i = 0;for (i = 0; i <= 360; i += 15){float p = i * 3.14 / 180;glTexCoord2f(p/10,0.1f);{float p = i * 3.14 / 180;glVertex3f(sin(p), cos(p), 0.0f);//圆周：这是三角形作为扇形弧端点的顶点（p的值取0-2PI）就能画出一个类似圆形}glEnd();glVertex3f(sin(p), cos(p), 1.0f);//这个1.0f 指定的是高度glTexCoord2f(p/10,0.0f);glVertex3f(sin(p), cos(p), 0.0f);}glEnd();效果：再调用画圆形的函数画上两个底面Circle();glTranslatef(0, 0, 1);//设定高度为1，画上底面Circle();效果：②如何纹理贴图？关键代码：glEnable(GL_TEXTURE_2D);//执行纹理映射，启用二维文理glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, ID);//允许建立一个绑定到目标纹理的有名称的纹理//ID ——纹理的名称，并且，该纹理的名称在当前的应用中不能被再次使用纹理贴图的原理是纹理映射，即将纹理图片上的点和图形中的点建立对应关系。
基于柱面全景图像的3DWarping方程
第19卷哈尔滨师范大学自然科学学报Vol .19,No .22003第2期NATUR AL SCIENCES JOUR NAL OF HARBIN NORMAL UNIVERSIT Y基于柱面全景图像的3DWarping 方程*解 凯 朱靖丽(哈尔滨师范大学)【摘要】 完善的虚拟现实系统应该支持多自由度的观察,如视点的移动.视点变换就是求视点移动后原始图像变换生成的新视图.基于柱面全景图像的3DWarping 方程是先建立柱面全景图像,然后给出的3D Warping 方程变换公式都是在任意坐标系下视点移动后生成的视图.此文,给出了在任意坐标系下视点移动后生成新视图的公式,以及具体推导过程.关键词:虚拟现实;3D 变换;基于图像的绘制收稿日期:2003-03-15*黑龙江省教育厅科研基金:10531085,哈尔滨师范大学校基金0 引言基于图像的虚拟现实就是从真实世界的图像中构造其虚拟模型,使得操作者能够看到具有照片真实效果的视图.对于基于图像的虚拟现实系统,原始图像是在固定视点以固定参数拍摄而成,因此对场景进行自由观察要远比基于图形的虚拟现实系统困难.但是,一个完善的虚拟现实系统应该支持多自由度的观察,如视点的移动.于是,人们提出了一个求视点移动后的通用公式——视点变换方程.视点变换方程就是把在固定视点以固定参数拍摄原始图像变换生成的视图作为已知条件,来求视点移动后原始图像变换生成新视图的过程.我们要给出在任意坐标系下视点移动后,基于柱面全景图生成新视图的方法,以及它的具体推导过程.1 基于全景视图的方法该方法的基本思想是首先获得在某个视点的全景视图,然后把这个视图投影到圆柱体的内表面或球体的内表面,最后根据视点的方向获取相应的场景图像.全景视图指固定的视点在垂直方向180°和水平方向360°的图像视图.推导用于全景视图图像的变换方程的原因是它们适于用作参照图像.1.1 圆柱体针孔摄像机模型在一个圆柱体图像的几何结构中,只有标志图像空间范围的两个尺寸中的一个会超出可能视角的整个范围.因此,同平面模型一样,一个圆柱体摄像机也只能表示视觉域的一个子集.但是由圆柱体几何结构所表示的立体角子集的确是接近于整个4P 范围的,而一个平面几何结构至多能表示到2P .下面的三参数模型可用于指定一个规范的圆柱体映射: d -=C (x -)=sin(2P u 0+kv 0)y 0+(y 1-y 0)v 0cos(2P u 0+kv 0 u 0,v 0∈[0,1]方程1-1:规范的圆柱体映射函数如图1所示,圆柱体针孔摄像机模型的全景特征实际上减少了对于其精确说明所需的摄像机内部参数的个数.两个参数:u 、v 和y 1控制视图的垂直域,余下的参数Kcylinder 同平面模型中的斜参数的作用相似.在此规范表示中,圆柱体的轴与单位向量k 是共线的.视图表面显示的等参数线的垂直方向反映出图1中显示的斜参数接近于0,此斜参数与平面针孔摄像机的不同,对于摄像机所获取的立体角的形式没有影响.图1 规范的圆柱体针孔摄像机的视图表面(view sur face)当用作一个实例表示时,圆柱体视图表面具有一些优点.既然圆柱体是一个可扩展的表面,那么它很容易在计算机存储器中用一个2维数组来表示;而且圆柱体视图表面具有比平面投影图更高效的表示;然而其最大的优点是当摄像机在三脚架上旋转时通过重投影所获得的平面图像可相对容易的获取投影图.图像映射方程较易适于圆柱体针孔摄像机模型.某一点在两幅图像上的图像空间坐标的关系为:C 1(x -1)=D (x -0)(C a 0-C a 1)+C 0(x -1)由于warping 方程是非线形的且必须作为代数表达式而不是线形代数来处理,所以圆柱体摄像机的warping 方程的推导比在平面情况下的复杂.得出的圆柱体到圆柱体的warping 方程如下:x -1=C -11(D (x -0)(C a 0-C a 1)+C 0(x -0))在这个表达式中两个针孔摄像机是独立确定的.假设它们的基向量是平行的.当基向量不共线时需要warping 方程的一个更一般的表述:x -1=C -11(D (x -0)(C a 0-C a 1)+R (a a ,H )C 0(x -0))在上面的warping 方程中是一个在具有初值的参照图像坐标系中定义的关于经过一个H 角的轴的3维旋转矩阵.当已知两个圆柱体针孔摄像机模型具有相同的内部参数并定义有平行的基向量时warping 方程可简化为:x -1=C -1(D (x -0)(C a 0-C a 1)+C (x -0))1.2 圆柱体到平面的warping 方程的推导如上所述,全景图像作为参照图像的表示尤为有用.前面给出的圆柱体到圆柱体的war ping 方程可用于完成这一映射.虽然通常的目标图像是一平面投影图,但可以将圆柱体到圆柱体的映射结果直接重投影到目标视图平面:x -1=・P -1(D (x -0)(C a 0-C a 1)+C 0(x -0))由于平面映射函数的反函数是线形的,故可以由分配律得如下方程:x -1=・D (x -0)P -1(C a 2-C a 1)+P -1C 0(x -0))方程1-2:圆柱体到平面的war ping 方程由方程1-1:C 0(x -0)=sin2P u 0+kv 0)y 0+(y 1-y 0)v 0cos(2P u 0+kv 0)得:51第2期 基于柱面全景图像的3DWarping 方程 由上式可得下面有理表达式:u1=w1+w2+w3+w4 r1+r2+r3+r4,v1=t1+t2+t3+t4 r1+r2+r3+r4.其中:w1=(b y c z-b z c y)sin(2P u0+kv0)w2=(b y c x-b x c z)cos(2P u0+kv0)w3=(b x c y-b y c x)(y0+y1-y0)v0)w4=(c a0-c a1)(b-×c-)D(u0,v0)t1=(c y a z-b z c y)sin(2P u0+kv0)t2=(c z a x-c x a z)cos(2P u0+kv0)t3=(c x a y-c y a x)(y1-y0)v0t4=(c a0-c a1)(c-×a-)D(u0,v0)r1=(a y b z-a z b y)sin(2P u0+kv0)r2=(a z b x-a x b z)cos(2P u0+kv0)r3=(a x b y-a y b x)(y0+(y1-y0)v0)r4=(c a0-c a1)(a-×b-)D(u0,v0)方程1-3:扩展的圆柱体到平面的war ping 方程此方程可用于将圆柱体针孔摄像机模型的点映射到任一视图平面上.综上,我们可以得到一特殊的映像函数,此函数可以用于将视点的全景视图投影到圆柱体的内表面后根据视点的方向获取相应的场景图像.2 结束语经过数年的发展,基于图像的虚拟现实作为一个新的学科分支,已逐渐凸现出清晰的轮廓.一系列的理论和技术问题浮现出来,并得到了广泛的关注和深入的研究.它得到的效果比基于图形绘制的更接近于真实的观察结果,但是,基于图像的虚拟现实系统,要保证每个像素在几何上的正确性是很困难的,这是因为输入的场景照片都缺乏精确的几何数据,因此当由原始图像变换生成视图时,往往会产生几何畸变.参 考 文 献1 E.H.Adelson and J.R.Bergen.“T he Phenoptic Fu nction and th e Elements of Early Vision”,Compu tation M odels of Visu al Process ing,Edited b y M ichael Land y and J.Anthony Movsh son.T he MIT Pr ess,Cam bridge,M as s.1991,pp.3～202 C.Kolb, D.Mitchell,P.Han rah an.“A Realistic Camera Modle for Computer Graphics”,Computer Graphics,Annual Conference Series,SIGGRAPH’95,p p.317～3243 刘涤民.摄影基础.高等教育出版社,19904 D.马尔.视觉计算理论,北京:科学出版社,199852哈尔滨师范大学自然科学学报 2003年PARANOMIC CYLINDER IMAGE -BASEDWARPING EQUATIONXie Kai Zhu Jingli(Harbin Normal Univer sity)ABSTRACTPerfect vir tual reality system should support the observation from multifreedom:a motion of viewpoint.Three-dimensional warping equation which can be used to synthesize views after changing the viewpoint .A t first ,par anomic cylinder image is made .Then the paper pr esents 3D War ping Equattion so that these views are calculated by thr ee -dimensional warping equation which are in the same coordinate system.In this paper,we have given the process that the view is synthesized after the motion of viewpoint in the arbitrary coordinate system and the process of specific speculation.Keywords :Vir tual r eality ;Warping ;Image -based rendering53第2期 基于柱面全景图像的3DWarping 方程。
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计算机图形学课程设计--圆柱面图像纹理映射算法《计算机图形学》课程学习报告项目题目：圆柱面图像纹理映射算法目录一、项目描述............................................................................... .. (1)1.1圆柱面的建立和二维图像纹理的绑定 (1)1.2坐标系的建立............................................................................... (1)二、项目需求............................................................................... .. (1)2.1 几何构造的原理............................................................................... . (1)2.2、动画的设计 (2)2.3 纹理的设计 (2)2.3.1 纹理映射的原理 (2)2.3.2 纹理定义 (2)三、项目设计............................................................................... (3)3.1、窗口设计以及各项功能的实现 (3)3.1.1 窗口设计函数 (3)3.1.2 点表函数 (4)3.1.3 面表函数 (4)3.1.4 绘制圆柱函数 (6)3.1.5 透视变换函数 (8)3.1.6 读入纹理函数 (8)3.1.7 背景函数 (9)3.1.8 时间函数............................................................................... . (9)3.1.9 动画控制函数............................................................................... .. (10)四、项目效果............................................................................... (10)4.1构造图形分析以及坐标系变换的效果.....................................错误!未定义书签。
五、项目总结............................................................................... (11)六、参考文献............................................................................... (12)一、项目描述1.1、圆柱的建立和二维图像纹理的绑定以屏幕客户区中心为体心建立圆柱面的几何模型。
读入二维位图图像纹理，将纹理绑定到圆柱上。
使用材质慢反射率设置纹理颜色，光源颜色设置为白色。
使用Phong 明暗处理绘制光照纹理圆柱面动画1.2、坐标系的建立1>、自定义屏幕三维左手坐标，原点位于客户区中心，x 轴水平向右为正，y 轴垂直向上为正，z 轴指向屏幕内部，2>、建立三维用户右手坐标系{O ；x ，y ，z}，原点O 位于客户区中心，x 轴水平向右，y 垂直向上，z 轴指向读者。
二、项目需求2.1、几何构造的原理圆柱面采用平面四边形小面逼近，需要根据周向相邻2个小面的法矢量计算平均法矢量。
对于索引号（i ，j ）的顶点，其相邻顶点的索引号如图所示。
图中箭头所示为每个小面的边矢量，俩个边矢量的叉积得到小面的法矢量Ni 。
小面的平均法矢量N 的计算公式为N=∑∑==10i 10i NiNi2.2、动画的设计实现动画的函数i,j i ，i-1i-，圆柱面平均法void CMy123054212View::OnPlay(){// TODO: Add your command handler code herebPlay=bPlay?FALSE:TRUE;if(bPlay)//设置定时器SetTimer(1,150,NULL);ElseKillTimer(1);}设定动画时间void CTestView::OnTimer(UINT nIDEvent)//动画时间函数{// TODO: Add your message handler code here and/or call defaultBeta=5;tran.RotateY(Beta);Invalidate(FALSE);CView::OnTimer(nIDEvent);}2.3、纹理的设计2.3.1 纹理映射的原理使用MFC的资源标签页加载二维图像纹理，DDB位图的标识取为IDB_TEXTURE。
将纹理读入二维数组中，将纹理图像绑定到圆柱面的侧面网格顶点上。
将图像纹理的颜色值作为材质漫反射率和环境光反射率，镜面反射光设置为白光，使用Phong明暗处理绘制光照纹理圆柱面。
2.3.2 纹理的定义在CTestView类内添加成员函数ReadVertex（），将纹理绑定到圆柱面侧面的顶点上，CT2类定义了纹理坐标的（u，v）。
由于底面和顶面采用三角形网格逼近，所以使用CT2类定义了Texture4和Texture3纹理数组。
圆柱的侧面使用周向平均法矢量计算光照。
填充底面顶面的三角形面片时，进行了特殊处理。
然后添加ReadImage()读入纹理。
三、项目设计3.1、窗口设计以及各项功能的实现3.1.1窗口设计函数BOOL CMy123054212App::InitInstance(){// The one and only window has been initialized, so show and update it. m_pMainWnd->ShowWindow(SW_MAXIMIZE);m_pMainWnd->SetWindowText("1234054212刘美艳");m_pMainWnd->UpdateWindow();return TRUE;}3.1.2、点表函数void CMy123054212View::ReadVertex()//点表{double r=144;//圆柱底面半径h=500;//圆柱的高cTheta=10;//周向夹角cNum=10;//纵向间距N1=360/cTheta;//N1周向网格数N2=Round(h/cNum);//N2纵向网格数V=new CP3[N1*(N2+1)+2];//顶点动态数组T=new CT2[N1*(N2+1)+2];//纹理动态数组N=new CVector[N1*(N2+1)+2];//法矢量动态数组double cTheta1,cNum1;V[0].x=0;V[0].y=0;V[0].z=0;//底面中心T[0].u=0;T[0].v=0;//闲置for(int i=0;i<N2+1;i++)//纵向{cNum1=i*cNum;for(int j=0;j<N1;j++)//周向{cTheta1=j*cTheta*PI/180;V[i*N1+j+1].x=r*cos(cTheta1);V[i*N1+j+1].y=cNum1;V[i*N1+j+1].z=r*sin(cTheta1);T[i*N1+j+1].u=(2*PI-cTheta1)/(2*PI)*(bmp.bmWidth-1);//u(0->1)T[i*N1+j+1].v=V[i*N1+j+1].y/h*(bmp.bmHeight-1);//v(0->1)}}V[N1*(N2+1)+1].x=0;V[N1*(N2+1)+1].y=h;V[N1*(N2+1)+1].z=0;//顶面中心T[N1*(N2+1)+1].u=0;T[N1*(N2+1)+1].v=0;//闲置}3.1.3、面表函数void CMy123054212View::ReadFace()//面表{//设置二维动态数组F=new CFace *[N2+2];//纵向for(int n=0;n<N2+2;n++)F[n]=new CFace[N1];//周向for(int j=0;j<N1;j++)//构造底部三角形面片{int tempj=j+1;if(N1==tempj) tempj=0;//面片的首尾连接int BottomIndex[3];//底部三角形面片索引号数组BottomIndex[0]=0;BottomIndex[1]=j+1;BottomIndex[2]=tempj+1;F[0][j].SetNum(3);for(int k=0;k<F[0][j].vN;k++)//面片中顶点索引号F[0][j].vI[k]=BottomIndex[k];}for(int i=1;i<N2+1;i++)//构造圆柱体四边形面片{for(int j=0;j<N1;j++){int tempi=i+1;int tempj=j+1;if(N1==tempj) tempj=0;int BodyIndex[4];//圆柱体四边形面片索引号数组BodyIndex[0]=(i-1)*N1+j+1;BodyIndex[1]=(tempi-1)*N1+j+1;BodyIndex[2]=(tempi-1)*N1+tempj+1;BodyIndex[3]=(i-1)*N1+tempj+1;F[i][j].SetNum(4);for(int k=0;k<F[i][j].vN;k++)F[i][j].vI[k]=BodyIndex[k];}}for(j=0;j<N1;j++)//构造顶部三角形面片{int tempj=j+1;if(N1==tempj) tempj=0;int TopIndex[3];//顶部三角形面片索引号数组TopIndex[0]=N1*i+1;TopIndex[1]=N1*(i-1)+tempj+1;TopIndex[2]=N1*(i-1)+j+1;F[N2+1][j].SetNum(3);for(int k=0;k<F[N2+1][j].vN;k++)F[N2+1][j].vI[k]=TopIndex[k];}}3.1.4、绘制圆柱函数v oid CMy123054212View::DrawObject(CDC *pDC)//绘制圆柱面{CalNormal();CZBuffer *zbuf=new CZBuffer;//申请内存zbuf->InitDeepBuffer(800,800,1000);//初始化深度缓冲器CPi3 Point3[3];//底面与顶面三角形顶点数组CT2 Texture3[3];//底面与顶面三角形纹理数组CVector Normal3[3];//底面与顶面三角形法矢量数组CPi3 Point4[4];//侧面四边形顶点数组CT2 Texture4[4];//侧面四边形纹理数组CVector Normal4[4];//侧面四边形法矢量数组for(int i=0;i<N2+2;i++){for(int j=0;j<N1;j++){CVector ViewVector(V[F[i][j].vI[0]],ViewPoint);//面的视矢量ViewVector=ViewVector.Normalize();//单位化视矢量F[i][j].SetFaceNormal(V[F[i][j].vI[0]],V[F[i][j].vI[1]],V[F[i][j].vI [2]]);//计算小面片法矢量F[i][j].fNormal.Normalize();//单位化法矢量if(Dot(ViewVector,F[i][j].fNormal)>=0){if(3==F[i][j].vN)//处理三角形面片{for(int m=0;m<F[i][j].vN;m++){PerProject(V[F[i][j].vI[m]]);Point3[m]=ScreenP;Normal3[m]=F[i][j].fNormal;}double tempj=j+1;//对三角形面片进行特殊处理Texture3[0].u=cTheta*(j+0.5)/360.0;Texture3[0].v=0.0; Texture3[1].u=cTheta*(j+0.5)/360.0;Texture3[1].v=0.0;Texture3[2].u=cTheta*tempj/360.0; Texture3[2].v=0.0;zbuf->SetPoint(Point3,Normal3,Texture3,3);//初始化zbuf->CreateBucket();//创建桶表zbuf->CreateEdge();//创建边表zbuf->Phong(pDC,ViewPoint,pLight,pMaterial,Image);//填充三角形zbuf->ClearMemory();}else//处理四边形面片{for(int m=0;m<F[i][j].vN;m++){PerProject(V[F[i][j].vI[m]]);Point4[m]=ScreenP;Normal4[m]=N[F[i][j].vI[m]];Texture4[m]=T[F[i][j].vI[m]];}if(N1-1==j)//消除图像纹理的接缝{Texture4[2].u=0.0;Texture4[3].u=0.0;}zbuf->SetPoint(Point4,Normal4,Texture4,4);//初始化zbuf->CreateBucket();//创建桶表zbuf->CreateEdge();//创建边表zbuf->Phong(pDC,ViewPoint,pLight,pMaterial,Image);//填充四边形zbuf->ClearMemory();}}}}delete zbuf;}3.1.5、透视变换函数void CMy123054212View::PerProject(CP3 P)//透视变换{CP3 ViewP;ViewP.x=P.x*k[3]-P.z*k[1];//观察坐标系三维坐标ViewP.y=-P.x*k[8]+P.y*k[2]-P.z*k[7];ViewP.z=-P.x*k[6]-P.y*k[4]-P.z*k[5]+R;ViewP.c=P.c;ScreenP.x=d*ViewP.x/ViewP.z;//屏幕坐标系三维坐标ScreenP.y=Round(d*ViewP.y/ViewP.z);ScreenP.z=Far*(1-Near/ViewP.z)/(Far-Near);ScreenP.c=ViewP.c;}3.1.6、读入纹理void CMy123054212View::ReadImage()//读入纹理{CBitmap NewBitmap;NewBitmap.LoadBitmap(IDB_TEXTURE);//调入DDB位图NewBitmap.GetBitmap(&bmp);//将CBitmap的信息保存到Bitmap结构体中int nbytesize=bmp.bmWidthBytes*bmp.bmHeight;im=new BYTE[nbytesize];NewBitmap.GetBitmapBits(nbytesize,(LPVOID)im);Image=new COLORREF*[bmp.bmHeight];for(int n1=0;n1<bmp.bmHeight;n1++)Image[n1]=new COLORREF[bmp.bmWidth];for(n1=0;n1<bmp.bmHeight;n1++){for(int n2=0;n2<bmp.bmWidth;n2++){int pos=n1*bmp.bmWidthBytes+4*n2;//颜色分量位置n1=bmp.bmHeight-1-n1;//位图从左下角向右上角Image[n1][n2]=RGB(im[pos+2],im[pos+1],im[pos]);}}delete []im;}3.1.7、背景函数BOOL CMy123054212View::OnEraseBkgnd(CDC* pDC){// TODO: Add your message handler code here and/or call default return TRUE;}3.1.8、时间函数void CMy123054212View::OnTimer(UINT nIDEvent){// TODO: Add your message handler code here and/or call default Beta=5;tran.RotateY(Beta);Invalidate(FALSE);CView::OnTimer(nIDEvent);}3.1.9、动画控制函数void CMy123054212View::OnUpdatePlay(CCmdUI* pCmdUI){// TODO: Add your command update UI handler code hereif(bPlay){pCmdUI->SetCheck(TRUE);pCmdUI->SetText("停止");}else{pCmdUI->SetCheck(FALSE);pCmdUI->SetText("开始");}}四、项目效果4.1构造图形分析以及坐标系变换的效果五、项目总结本项目将一幅位图映射到圆柱面上，并进行了光照计算。