计算机图形学实验报告

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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。

计算机图形学实验报告

实验一 3D模型的加载、渲染与三维操作学院：专业班级：指导老师：学号：姓名：完成日期：目录一、实验目的 (3)二、使用的工具软件及环境 (3)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (3)五、思考 (12)一、实验目的1、掌握在Microsoft Visual Studio环境中使用OpenGL、GLUT和GLUI；2、了解计算机图形学固定流水线；3、了解OpenGL编程基础；4、掌握三维观察的数学表达和程序实现；5、掌握多边形网格的绘制；二、使用的工具软件及环境Microsoft Visual Studio 2010、OpenGL、Glut、Glui三、实验内容1、在VS 2010中配置OpenGL环境；2、编译简单的GLUT程序；3、编译GLUI源代码，并在调试模式下执行6个示例程序；4、在给定的工程中添加绘制简单几何体的代码；5、在给定的工程中添加读取、绘制三维模型的代码；6、在给定的工程中添加旋转、平移和缩放的控制代码；四、实验步骤1、安装Microsoft Visual Studio软件版本选择：Microsoft Visual Studio 2010以上版本2、VS2010中配置GLUT1)下载GLUT。

Windows环境下的GLUT下载地址：/resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip2)将下载的压缩包解开，将得到5个文件：glut.h、glut.lib、glut32.lib、glut.dll、glut32.dll。

3)将glut.h放到"%WinDir%\ProgramFiles(x86)\Microsoft SDKs\Windows\v7.0A\Include\gl\"文件夹中。

4)将glut.lib和glut32.lib放到"%WinDir%\ProgramFiles(x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\lib\"文件夹中。

《计算机图形学》实验报告

《计算机图形学》实验报告目录1实验2：直线的生成 (1)1.1实验要求和目的 (1)1.2实验课时 (1)1.3实验环境 (1)1.4实验内容 (1)1.5核心代码 (3)1.6实验结果 (7)1.6.1DDA算法 (10)1.6.2Mid-Bresenham算法 (11)1.7心得与体会 (12)2实验4：BSpline曲线绘制 (13)2.1实验要求和目的 (13)2.2实验课时 (13)2.3实验环境 (13)2.4实验内容 (13)2.5核心代码 (16)2.6实验结果 (18)2.6.1B-样条算法 (19)2.6.2Bezeir算法 (22)2.7心得与体会 (24)附录 (25)BSpline曲线控制点的测试数据 (25)数据1 (25)数据2 (27)数据3 (29)数据4 (30)数据5 (31)数据6 (33)数据7 (36)数据8 (38)1实验2：直线的生成1.1实验要求和目的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。

1.2实验课时3学时1.3实验环境本试验提供自带实验平台·开发环境：Visual C++ 6.0·实验平台：Free_Curve（自制平台）1.4实验内容本实验提供名为 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·平台界面：如图1.4.1所示·设置：通过view->setting菜单进入，如图1.4.2所示·输入：通过view->input…菜单进入，如图1.4.3所示·实现算法：▪DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1)▪Mid_Bresenham算法：voidCExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1)图 1.4.1 总界面图 1.4.2 设置界面图 1.4.3 输入界面1.5核心代码本次实验的核心代码如下所示。

计算机图形学实验报告

计算机图形学实验报告
在计算机图形学课程中，实验是不可或缺的一部分。

通过实验，我们可以更好地理解课程中所学的知识，并且在实践中掌握这些
知识。

在本次实验中，我学习了如何使用OpenGL绘制三维图形，并了解了一些基本的图形变换和视图变换。

首先，我们需要通过OpenGL的基本命令来绘制基本图形，例
如线段、矩形、圆等。

这些基本的绘制命令需要首先设置OpenGL 的状态，例如绘制颜色、线段宽度等，才能正确地绘制出所需的
图形。

然后，在实验中我们学习了图形的变换。

变换是指通过一定的
规则将图形的形状、位置、大小等进行改变。

我们可以通过平移、旋转、缩放等变换来改变图形。

变换需要按照一定的顺序进行，
例如先进行旋转再进行平移等。

在OpenGL中，我们可以通过设
置变换矩阵来完成图形的变换。

变换矩阵包含了平移、旋转、缩
放等信息，通过矩阵乘法可以完成图形的复合变换。

最后，视图变换是指将三维场景中的图形投影到二维平面上，
成为我们所见到的图形。

在实验中，我们学习了透视投影和正交
投影两种方式。

透视投影是指将场景中的图形按照视点不同而产
生不同的远近缩放，使得图形呈现出三维感。

而正交投影则是简单地将场景中的图形按照平行投影的方式呈现在屏幕上。

在OpenGL中，我们可以通过设置视图矩阵和投影矩阵来完成视图变换。

通过本次实验，我对于计算机图形学有了更深入的了解，并掌握了一些基本的图形绘制和变换知识。

在今后的学习中，我将继续学习更高级的图形绘制技术，并应用于实际的项目中。

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

计算机图形学实验二维填充图的生成1. 图元填充利用多种图元填充的方法绘制一面五星红旗。

方法有: 扫描转换多边形的逐点判断法（编码算法）, 扫描线算法, 区域填充的扫描线算法, 自创的向内复制边法。

1.1说明:1.1.1 宏定义和类型定义:#define max 400#define pi 3.14159265#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10#define false 0#define true 1#define ok 1#define error 0#define infeasible -1#define overflow -2typedef int Status;typedef int bool;typedef struct {int y,xLeft,xRight;}SElemType;typedef struct{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;}SqStack;typedef struct Edge{int ymax;float x,deltax;struct Edge *nextEdge;}Edge;Edge *EL[max];typedef struct{float x,y;}point;Status SetStackEmpty(SqStack *s){s->base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));if(!s->base) return overflow;s->top=s->base;s->stacksize=STACK_INIT_SIZE;return ok;}Status PushStack(SqStack *s,SElemType e){if(s->top-s->base>=s->stacksize){s->base=(SElemType*)(s->base,(s->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));if(!s->base) return error;s->top=s->base+s->stacksize;s->stacksize+=STACKINCREMENT;}*s->top++=e;return ok;}Status PopStack(SqStack *s,SElemType *e){ if(s->top==s->base) return error;*e=*(--s->top);return ok;}Status IsStackEmpty(SqStack *s){if(s->base==s->top) return true;else return false;}1.1.2其他由于要填充五角星, 我们就要得到五角星的十个顶点。

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

实验报告模板《计算机图形学》实验报告一、实验目的及要求1．实习三维图形的坐标系之间的变换；2．三维图形几何变换；3．掌握三维图形的坐标系之间的变换算法及三维图形几何变换的原理和实现；4．实现二维图形的基本变换（平移、旋转、缩放、错切、对称、复合等）；5．实现三维图形的基本变换（平移、旋转、缩放、复合等）；二、理论基础在齐次坐标理论下，二维图形几何变换矩阵可用下式表示：⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛===ifchebgdaTnkxx kk2,1,0,)(ϕ平移变换：[x* y* 1] =[x y 1] *0000001ts⎛⎫⎪⎪⎪⎝⎭=[t*x s*y 1]比例变换：[x* y* 1]=[x y 1] *1000101m n⎛⎫⎪⎪⎪⎝⎭=[m+x n+y 1]旋转变换：在平面上的二维图形饶原点逆时针旋转Ө角，变换矩阵为[x* y* 1]=[x y 1] *cos sin0sin cos0001θθθθ⎛⎫⎪- ⎪⎪⎝⎭= [x*cosө-y*sinө]复合变换：以上各种变换矩阵都是以原点为参照点，当以任意参照点进行变换的时候，我们就要用到复合变换矩阵。

三维变换类似于二维，在画图时，把三维坐标转换为二维即可。

三、算法设计与分析二维变换：#define dx 50#define dy 100void CCGWithVCView::OnTransScale() //平移（50,100）{// TODO: Add your command handler code here// AfxMessageBox(_T("Please Insert The Move Change Code!")) ;int m[4][2]={{100,50},{50,100},{150,100},{100,50}};int i;int a[2],b[2];CDC * pDC = GetDC();for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0];a[1]=m[i][1];b[0]=m[i+1][0];b[1]=m[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0]+dx;a[1]=m[i][1]+dy;b[0]=m[i+1][0]+dx;b[1]=m[i+1][1]+dy;DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}}#define h 0.1745#include<math.h>void CCGWithVCView::OnTransRotate() //旋转{// TODO: Add your command handler code here// AfxMessageBox(_T("Please Insert The Rotate Change Code!")) ;int m[4][2]={{100,50},{50,100},{150,100},{100,50}};int i;int a[2],b[2];CDC * pDC = GetDC();for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0];a[1]=m[i][1];b[0]=m[i+1][0];b[1]=m[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0]*cos(h)-m[i][1]*sin(h);a[1]=m[i][1]*cos(h)+m[i][0]*sin(h);b[0]=m[i+1][0]*cos(h)-m[i+1][1]*sin(h);b[1]=m[i+1][1]*cos(h)+m[i+1][0]*sin(h);DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}}#define k 2;#define f 2.5void CCGWithVCView::OnTransMove() //缩放{// TODO: Add your command handler code here//AfxMessageBox(_T("Please Insert The Scale Change Code!")) ;int m[4][2]={{100,50},{50,100},{150,100},{100,50}};int i;int a[2],b[2];CDC * pDC = GetDC();for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0];a[1]=m[i][1];b[0]=m[i+1][0];b[1]=m[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0]*k;a[1]=m[i][1]*f;b[0]=m[i+1][0]*k;b[1]=m[i+1][1]*f;DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}}#define n 2#define d 0void CCGWithVCView::OnTransOther(){// TODO: Add your command handler code here//AfxMessageBox(_T("Please Insert The Other Change Code!")) ;int m[4][2]={{100,50},{50,100},{150,100},{100,50}};int i;int a[2],b[2];CDC * pDC = GetDC();for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0];a[1]=m[i][1];b[0]=m[i+1][0];b[1]=m[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}for(i=0;i<3;i++){a[0]=m[i][0]+n*m[i][1];a[1]=m[i][1]+d*m[i][0];b[0]=m[i+1][0]+n*m[i+1][1];b[1]=m[i+1][1]+d*m[i+1][0];DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}}三维变换：#include<math.h>#define dx 100#define dy 100#define dz 0void CCGWithVCView::OnTransScale() //平移（50,100）{// TODO: Add your command handler code here// AfxMessageBox(_T("Please Insert The Move Change Code!")) ;int i;int p2d[6][2];int p3d[6][3]={{400,300,0},{300,400,0},{300,300,10},{275,300,0},{400,300,0},{300,300,10}};for( i=0;i<6;i++){p2d[i][0]=p3d[i][1]-p3d[i][0]/sqrt(2);p2d[i][1]=p3d[i][2]+p3d[i][0]/sqrt(2);}int a[2],b[2];CDC * pDC = GetDC();for(i=0;i<5;i++){a[0]=p2d[i][0];a[1]=p2d[i][1];b[0]=p2d[i+1][0];b[1]=p2d[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}for( i=0;i<6;i++){p2d[i][0]=p3d[i][1]+dy-p3d[i][0]+dx/sqrt(2);p2d[i][1]=p3d[i][2]+dz+p3d[i][0]+dx/sqrt(2);}for(i=0;i<5;i++){a[0]=p2d[i][0];a[1]=p2d[i][1];b[0]=p2d[i+1][0];b[1]=p2d[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 0, 255), pDC);}}#define k 0.1745void CCGWithVCView::OnTransRotate() //旋转{// TODO: Add your command handler code here// AfxMessageBox(_T("Please Insert The Rotate Change Code!")) ;int i;int p2d[6][2];int p3d[6][3]={{400,300,0},{300,400,0},{300,300,10},{275,300,0},{400,300,0},{300,300,10}};for( i=0;i<6;i++){p2d[i][0]=p3d[i][1]-p3d[i][0]/sqrt(2);p2d[i][1]=p3d[i][2]+p3d[i][0]/sqrt(2);}int a[2],b[2];CDC * pDC = GetDC();for(i=0;i<5;i++){a[0]=p2d[i][0];a[1]=p2d[i][1];b[0]=p2d[i+1][0];b[1]=p2d[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 200, 255), pDC);}for( i=0;i<6;i++){p2d[i][0]=p3d[i][1]*cos(k)-p3d[i][2]*sin(k)-p3d[i][0]/sqrt(2);p2d[i][1]=p3d[i][2]*cos(k)+p3d[i][1]*sin(k)+p3d[i][0]/sqrt(2);}for(i=0;i<5;i++){a[0]=p2d[i][0];a[1]=p2d[i][1];b[0]=p2d[i+1][0];b[1]=p2d[i+1][1];DDALine(a,b, RGB(0, 0, 255), pDC);}}四、程序调试及结果的分析二维：三维：五、实验心得及建议在实验过程中，尽管过程中任由许多不会的地方，而且有待于今后的提高和改进，但我加深了对书本上知识的理解与掌握，同时也学到了很多书本上没有东西，并积累了一些宝贵的经验，这对我以后的学习与工作是不无裨益的。

计算机图形学实验报告

计算机图形学实验报告实验一:二维线画图元的生成实验目的：掌握直线段的生成算法，并用C/WIN-TC/VC++实现算法，包括中点法生成直线，微分数值法生成直线段等。

实验内容：用不同的方法生成斜率不同的直线段，比较各种方法的效果。

Bresenham 算法的思想Bresenham 画法与中点法相似，都是通过每列象素中确定与理想直线最近的像素来进行直线的扫描的转换的。

通过各行、各列的象素中心构造一组虚拟网格线的交点，然后确定该列象素中与此交点最近的像素。

该算法的巧妙之处在于可以采用增量计算，使得对于每一列，只需要检查一个误差项的符号，就可以确定该列的所有对象。

1.1方法一：直线的中点算法算法的主要思想：讨论斜率k ∈[1,+∞)上的直线段的中点算法。

对直线01p p ，左下方的端点为0p （x0，y0），右上方的端点为1p （x1，y1）。

直线段的方程为： y m x B =+⇔yy x B x y y x x B x∆=+⇔∆=∆+∆∆ (,)0F x y xy yx xB ⇔=∆-∆-∆= 现在假定已求得像素（,,i r i x y ），则如图得,,11(,]22i i r i r x x x ∈-+ 由于直线的斜率k ∈[1,+∞)，故m=1/k ∈(0,1],则1,,13(,]22i i r i r x x x +∈-+ 在直线1i y y =+上，区间,,13(,]22i r i r x x -+内存在两个像素NE 和E 。

根据取整原则，当11(,)i i x y ++在中点M 11(,)2i i x y ++右方时，取像素NE ，否则取像素E ，即,11,,1()()01()()0i r i i r i r i x E F M x x x NE F M x +++⎧⇔≤=⎨+⇔>⎩i i 点当(,y +1)在左方时点当(,y +1)在右方时若取2()i d F M =，则上式变为 ,1,,()01(0i r i i r i r i x E d x x NE d +⎧≤=⎨+>⎩点当点)当计算i d 的递推公式如下：,11,12[(2)()]0122(,2)0122[(2)(1)]2i i r i i i i i i i rx y y x xB d d F x y d x y y x xB ++⎧∆+-∆+-∆⎪≤⎪=++=⎨>⎪∆+-∆++-∆⎪⎩=202()i i i i d xd d x y d +∆≤⎧⎨+∆-∆>⎩算法的初始条件为：00,00,0(,)(0,0)12(,1)22r r x y x y d F x y x y =⎧⎪⎨=++=∆-∆⎪⎩ 相应的程序示例：建立成员函数：void MidPointLine4(CDC*pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,int color) { /*假定x0<x1,直线斜率m>1*/int dx,dy,incrE,incrNE,d,x,y; dx=x1-x0; dy=y1-y0; d=2*dx-dy; incrE=2*dx;incrNE=2*(dx-dy); x=x0;y=y0;pDC->SetPixel(x,y,color); while (x<x1) {if (d<=0) d+=incrE; else{ d+=incrNE; x++; } y++;p->SetPixel(x,y,color);} }编写OnDraw 函数：void CMy1_1View::OnDraw(CDC* pDC) { CMy1_1Doc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); // TODO: add draw code for native data here MidPointLine4(pDC,200,200,300,300,RGB(0,0,0)); MidPointLine4(pDC,300,200,400,300,RGB(0,0,0)); MidPointLine4(pDC,400,200,500,300,RGB(0,0,0)); }编译运行程序得到如下结果：1.2方法二：直线的数值微分法算法的主要思想：由于课本上已经给出了斜率m ∈[-1,1]上的算法，故此处给出斜率m ∈[1，+∞〕上的算法，m ∈(-∞,-1]上的可同理推导。

《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。

计算机图形学实验报告

姓名：学号：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<stdlib.h>#include<math.h>#include<GL/glut.h>#include<stdio.h>GLsizei winWidth=500;GLsizei winHeight=500;void Initial(void){glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0);}void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1) {glColor3f(1.0,0.0,0.0);int dx,dy,epsl,k;float x,y,xIncre,yIncre;dx=x1-x0; dy=y1-y0;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++){glPointSize(3);glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(int(x+0.5),(int)(y+0.5));glEnd();x+=xIncre;y+=yIncre;}}void Display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); DDALine(100,100,200,180); glFlush();}void winReshapeFcn(GLint newWidth, GLint newHeight){glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(0.0, GLdouble(newWidth), 0.0, GLdouble(newHeight));glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);winWidth=newWidth;winHeight=newHeight;}int main(int argc,char*argv[]){glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowSize(400,300);glutInitWindowPosition(100,120);glutCreateWindow("line");Initial();glutDisplayFunc(Display);glutReshapeFunc(winReshapeFcn);glutMainLoop();return 0;}实验二Bresenham绘制直线和圆一、【实验目的】1.掌握Bresenham算法扫描转换圆和直线的基本原理。

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。

工作报告之计算机图形学实验报告

工作报告之计算机图形学实验报告计算机图形学实验报告【篇一：计算机图形学实验报告及代码】第1 章概述一、教学目标通过本章的学习，使学生能够了解计算机图形学的基本概念、研究内容；当前的发展概况；本门课程的特点和应用。

二、教学要求1. 了解计算机图形学的概念和研究内容；2. 了解本门课程的发展概况。

三、教学内容提要1. 计算机图形学的研究内容2. 计算机图形学发展概况3. 计算机图形学特点和应用4. 计算机图形学当前研究的课题5. 计算机图形生成和输出的流水线四、教学重点、难点及解决方法本章将主要围绕计算机图形学的基本概念进行介绍，介绍研究内容；当前的发展概况；本门课程的特点和应用等等。

五、课时安排2学时六、教学设备多媒体七、检测教学目标实现程度的具体措施和要求通过课堂提问的方式来检测学生对基本概念的掌握程度。

八、教学内容1.1 计算机图形学的研究内容计算机图形学(computer graphics): 研究通过计算机将数据转换为图形，并在专用显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。

计算机图形表现形式(1).线条式(线框架图)用线段来表现图形，容易反映客观实体的内部结构，如各类工程技术中结构图的表示，机械设计中零件结构图及电路设计中的电路原理图等。

具有面模型、色彩、浓淡和明暗层次效应，适合表现客观实体的外形或外貌，如汽车、飞机、轮船等的外形设计以及各种艺术品造型设计等。

(2).真实感面模型图形跑车靓照计算机图形分类（空间）(1).二维图形（2d）：在平面坐标系中定义的图形(2).三维图形（3d）：在三维坐标系中定义的图形计算机图形产生方法(1).矢量法(短折线法)任何形状的曲线都用许多首尾相连的短直线（矢量）逼近。

(2).描点法(像素点串接法)每一曲线都是由一定大小的像素点组成计算机绘图方式：(1)交互式绘图允许操作者以某种方式（对话方式或命令方式）来控制和操纵图形生成过程，使得图形可以边生成、边显示、边修改，直至符合要求为止。

计算机图形实验报告

计算机图形实验报告计算机图形实验报告引言：计算机图形学是一门研究如何使用计算机生成、处理和显示图像的学科。

在现代科技的发展中，计算机图形学的应用越来越广泛，涉及到许多领域，如电影制作、游戏开发、虚拟现实等。

本实验报告将介绍我在计算机图形实验中的学习和实践经验。

一、实验目的本次实验的主要目的是通过学习和实践，掌握计算机图形学的基本概念和技术。

具体来说，我们将学习如何使用计算机编程语言实现简单的图形绘制、变换和渲染等功能。

二、实验过程1. 学习基本概念在开始实验之前，我们首先学习了计算机图形学的基本概念，包括点、线、多边形等基本图元的表示方法，以及坐标系统和颜色模型等相关知识。

这些基础概念为后续的实验操作打下了坚实的基础。

2. 图形绘制在实验中，我们使用了一种编程语言来实现图形的绘制。

通过编写代码，我们可以在计算机屏幕上绘制出各种形状的图形，如直线、矩形、圆等。

这些图形的绘制是通过计算机的像素点来实现的，我们可以通过改变像素点的颜色和位置来绘制出不同的图形。

3. 图形变换除了图形的绘制，我们还学习了图形的变换技术。

通过对图形进行平移、旋转、缩放等操作，我们可以改变图形的位置、大小和形状。

这些变换操作可以通过矩阵运算来实现，通过改变矩阵的数值，我们可以对图形进行不同的变换操作。

4. 图形渲染图形渲染是计算机图形学中的一个重要环节。

通过对图形进行光照、阴影和纹理等处理，我们可以使图形看起来更加真实和逼真。

在实验中，我们学习了一些基本的渲染算法，如平均法线法、Phong光照模型等，通过应用这些算法，我们可以实现不同材质和光照条件下的图形渲染效果。

三、实验结果通过实验，我们成功地实现了一些基本的图形绘制、变换和渲染功能。

我们可以在计算机屏幕上绘制出各种形状的图形，并对其进行平移、旋转、缩放等操作。

同时，我们还实现了简单的光照和阴影效果，使图形看起来更加真实和立体。

四、实验总结通过本次实验，我对计算机图形学有了更深入的了解。

计算机图形学实验报告

等领域。
实验内容：通过实验掌握光照模型的原理和实现方法，了解不同光照模型对物体表面光照效果的
影响。
纹理映射
定义：将纹理图像映射到三维物体表面的过程
方法：根据物体表面的几何形状，将纹理图像按照一定的规则和算法进行拉伸、扭曲和拼接等操作，最终覆盖在物体表面
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提高编程能力
熟练使用相关编程语言和工具
掌握计算机图形学的基本原理和算法
学会分析和解决图形学中的问题
提高编程技巧和解决问题的能力
02
实验内容
图形渲染流程
加载场景和模型设置相机和光源几何着色器处理顶点数据光栅化着色器生成像素数据
OpenGL基本操作
创建窗口：使用OpenGL创建窗口，设置渲染上下文
熟悉图形渲染流程
了解图形渲染的基本原理和流程
掌握图形渲染的关键技术和技巧
熟悉图形渲染的应用场景和优势
Hale Waihona Puke 掌握图形渲染的未来发展方向和趋势
掌握OpenGL的使用
学习OpenGL的基本概念和原理掌握OpenGL的编程接口和开发流程理解OpenGL在计算机图形学中的应用和优势学会使用OpenGL进行基本的图形渲染和交互操作
目的：增加物体的表面细节和真实感
应用：游戏开发、电影制作、虚拟现实等领域
03
实验过程
实验环境搭建
安装操作系统：选择适合的操
作系统，如 Windows或
Linux
安装开发工具：安装所需的集
成开发环境（IDE）和编
译器
安装图形库：安装OpenGL、
DirectX或其他的图形库

计算机图形学实验报告三

《计算机图形学》实验报告glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//glEnable(GL_SCISSOR_TEST);//glScissor(0.0f,0.0f,500,300);glutWireTeapot(0.4);glFlush();}//窗口调整子程序void myReshape(int w, int h){glViewport(500, -300, (GLsizei)w, (GLsizei)h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();if (w <= h)glOrtho(-1, 1, -(float)h / w, (float)h / w, -1, 1);elseglOrtho(-(float)w / h, (float)w / h, -1, 1, -1, 0.5);}2，使用opengl函数写一个图形程序，要求分别使用三个光源从一个茶壶的前右上方（偏红色），正左侧（偏绿色）和前左下方（偏蓝色）对于其进行照射，完成程序并观察效果。

}//绘图子程序void display(void){glColor3f(1.0, 1.0, 0.0);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//glLoadIdentity();//设置光源的属性1GLfloat LightAmbient1[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; //环境光参数 ( 新增 )GLfloat LightDiffuse1[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 漫射光参数 ( 新增 )GLfloat Lightspecular1[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 镜面反射GLfloat LightPosition1[] = { 500.0f, 500.0f, 500.0f, 1.0f }; // 光源位置 ( 新增 ) glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, LightPosition1);glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();3，使用opengl函数完成一个图形动画程序，显示一个球沿正弦曲线运动的过程，同时显示一个立方体沿抛物线运动过程。

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。