计算机图形学实验报告1
计算机图形学实验报告,DOC
glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,0.0f);
glLineWidth(12.0f);
glColor4f(0.0,0.6,1.0,1.0);
lineList=glGenLists(1);//获得一个显示列表标识
glNewList(lineList,GL_COMPILE);//定义显示列表
glVertex2f(x,y);
if(d<0)d+=2*x+3;
else{
d+=2*(x-y)+5;
y--;
}
x++;
}
glEnd();
}
voiddisplay()
{
glClearColor(1,1,1,1);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(1,0,0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
winWidth=newWidth;
winHeight=newHeight;
}
intmain(intargc,char*argv[])
{
glutInit(&argc,argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2i(int(x+0.5),(int)(y+0.5));
glEnd();
x+=xIncre;
y+=yIncre;
}
}
voidDisplay(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
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计算机图形学实验 (一) – OpenGL 基础用OPENGL画直线\圆\曲线等二维图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Win32Console 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:\programfiles\microsoft visualstudio\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。
计算机图形学实验报告一
计算机图形学实验报告⼀实验⼀直线、圆、椭圆的⽣成算法⼀、实验⽬的与内容⽬的:利⽤实验使我对所学的图形⽣成算法加深印象,并且练习书写规范的实验报告格式。
1、了解VC编程环境中常⽤控件命令和绘图函数,掌握处理图形的基本⽅法;2、实现直线⽣成算法:数值微分法、中点画线法、Bresenham画线法;3、实现圆的⽣成算法:简单画圆法、中点画圆法、Bresenham画圆法;4、实现椭圆⽣成算法:中点画椭圆法。
⼆、实验前准备:算法分析使⽤开发环境VC++6.0,建⽴⼯程MFC AppWizard exe,选择单⽂档。
进⼊IDR_MAINFRAME,编辑菜单栏,对需要处理的菜单项标题“建⽴类向导”,添加消息映射函数,在映射的函数处添加相应算法的程序代码,就可以完成整个程序。
算法的学习和理解是图形学学习的重要部分,以下对各种算法进⾏分析和总结:1、DDA算法⽣成直线斜率是DDA算法的关键,⽤两点坐标很容易可以得到斜率k,但这⾥要注意k是float。
如果k的绝对值在0和1之间,每次画点x++,y+k再进⾏四舍五⼊(因为x此时⽐y的变化快)。
否则,y++。
也就是为了保持每次+k(或1/k)要⼩于1。
不⽤对k的正负有太多考虑,例如point1(100,100),point2(200,200),可能得到k=-1,这时我们就从point1开始画点,所得的结果是相同的。
2、中点画线法判别式是中点画线法的关键,(0<=k<=1)判别式是为了判断下⼀个点是在当前点正右边还是右上⽅,是和中点⽐较的结果。
d的含义下⼀个点到中点的垂直距离,它的正负可以做下⼀个位置的判断。
初值:d = 2*a + b,增量:上⼀个点d>=0,则d+2*a,上⼀个点d<=0,则d+2*(a+b)。
3、Bresenham算法⽣成直线由误差d的符号来决定下⼀个像素是在正右⽅合适右上⽅。
d的实际意义是实际点到模拟点的垂直距离,我们让它保持在1以内(>=1时,做-1)。
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
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 实验一直线生成算法报告
实验一直线生成算法一、实验目的及要求:1.学习C语言的基本绘图方法;2. 实习直线基本生成算法;3.了解光栅图形显示器的工作原理和特点;4.掌握课本所介绍的图形算法的原理和实现。
5. 基于光栅图形显示器,在c环境中使用基本图形生成算法画根粗细不同的直线。
1.)写出完整的DDA画线算法程序,使其可以画任意直线;2.)写出完整的中点画线算法程序,使其可以画任意直线;3.)写出完整的Breaenham画线程序,使其可以画任意直线;二、理论基础:1、DDA算法:实现的关键是如何步进和步进的方向:步进的正或负,决定能否正确的到达终点。
步进的大小:它控制了变化最大的步进,令其为单位步进,而另一个方向的步进必小于1 ,这样不论斜率|m|≤1否,都会使直线的亮度均匀。
依公式:则下一点坐标为:2、中点画法:假设x坐标为xp的各像素点中,与直线最近者已确定,为(xp,yp)。
那么,下一个与直线最近的像素只能是正右方的P1(xp+1,yp)或右上方的P2(xp+1,yp+1)两者之一。
再以M表示P1与P2的中点,即M=(xp+1,yp+0.5)。
又设Q是理想直线与垂直线x=xp+1的交点。
若M在Q的下方,则P2离直线近,应取为下一个像素;否则应取P1。
3、Bresenham算法:假设我们需要由 (x0, y0) 这一点,绘画一直线至右下角的另一点(x1, y1),x,y分别代表其水平及垂直座标。
在此我们使用电脑系统常用的座标系,即x座标值沿x轴向右增长,y座标值沿y轴向下增长。
因此x及y之值分别向右及向下增加,而两点之水平距离为x1 − x0且垂直距离为y1-y0。
由此得之,该线的斜率必定介乎于1至0之间。
而此算法之目的,就是找出在x0与x1之间,第x行相对应的第y列,从而得出一像素点,使得该像素点的位置最接近原本的线。
三、算法设计与分析:1、DDA算法:(1)已知过端点P0 (x0, y0), P1(x1, y1)的直线段L :y=kx+b(2)直线斜率为 :k=(y1-y0)/(x1-x0)(3)Xi+1=Xi+ε*ΔXYi+1=Yi+ε*ΔY 其中,ε=1/max(|ΔX|,|ΔY|)max(|ΔX|,|ΔY|)= |ΔX| (|k|<=1)|ΔY| (|k|>1)(4)|k|<=1时:Xi+1=Xi+(或-)1Yi+1=Yi+(或-)k|k|>1时:Xi+1=Xi+(或-)1/kYi+1=Yi+(或-)1这种方法直观,但效率太低,因为每一步需要一次浮点乘法和一次舍入运算。
《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
计算机图形学作业实验报告
计算机图形学实验报告班级:学号:姓名:指导教师:完成日期:实验一:多边形填充一、实验目的了解多边形属性,熟悉相关函数的调用。
二、实验内容步骤和实现:首先进行初始化工作,进行显示模式(单缓冲区)和窗口等设定,主要实现根据两个函数,一个是指定场景绘制函数,glutDisplayFunc(Paint),paint函数中设置了两个三角形,一个填充,一个不填充。
用到了启用多边形点画模式glEnable(GL_POL YGON_STIPPLE)的函数,和指定多边形点画模式(填充) glPolygonStipple(fly)的函数。
另外一个就是循环执行OpenGl命令的glutMainLoop()函数。
三、实验结果四、源程序// POL Y_STIPPLE.C#include <gl/glut.h>void makeObject() // 定义一个三角形{ glBegin(GL_TRIANGLES); // 开始定义三角形// 按逆时针方向指定三角形的顶点坐标glVertex2f(-0.95, -0.95);glVertex2f(0.95, -0.95);glVertex2f(0, 0.95);glEnd(); // 三角形定义结束}void display(){ GLsizei w = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH); // 程序窗口宽度GLsizei h = glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT); // 程序窗口高度GLubyte fly[] = // 第二个三角形点画模式的mask值{ 0X00, 0X00, 0X00, 0X00, 0X00, 0X00, 0X00, 0X00, // 0X03, 0X80, 0X01, 0XC0, 0X06, 0XC0, 0X03, 0X60, //0X04, 0X60, 0X06, 0X20, 0X04, 0X30, 0X0C, 0X20, //0X04, 0X18, 0X18, 0X20, 0X04, 0X0C, 0X30, 0X20, //0X04, 0X06, 0X60, 0X20, 0X44, 0X03, 0XC0, 0X22, //0X44, 0X01, 0X80, 0X22, 0X44, 0X01, 0X80, 0X22, //0X44, 0X01, 0X80, 0X22, 0X44, 0X01, 0X80, 0X22, //0X44, 0X01, 0X80, 0X22, 0X44, 0X01, 0X80, 0X22, //0X66, 0X01, 0X80, 0X66, 0X33, 0X01, 0X80, 0XCC, //0X19, 0X81, 0X81, 0X98, 0X0C, 0XC1, 0X83, 0X30, //0X07, 0XE1, 0X87, 0XE0, 0X03, 0X3F, 0XFC, 0XC0, //0X03, 0X31, 0X8C, 0XC0, 0X03, 0X33, 0XCC, 0XC0, //0X06, 0X64, 0X26, 0X60, 0X0C, 0XCC, 0X33, 0X30, //0X18, 0XCC, 0X33, 0X18, 0X10, 0XC4, 0X23, 0X08, //0X10, 0X63, 0XC6, 0X08, 0X10, 0X30, 0X0C, 0X08, //0X10, 0X18, 0X18, 0X08, 0X10, 0X00, 0X00, 0X08 };glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区glViewport(0, 0, w / 2, h); // 第一个视口,显示第一个三角形glColor3f(1, 1, 1); // 设置颜色,白色,默认值makeObject(); // 第一个三角形glViewport(w / 2, 0, w / 2, h); // 第二个视口,显示第二个三角形glColor3f(1, 0, 0); // 设置颜色,红色glEnable(GL_POL YGON_STIPPLE); // 启用多边形点画模式glPolygonStipple(fly); // 指定多边形点画模式(填充)makeObject(); // 第二个三角形glDisable(GL_POL YGON_STIPPLE); // 关闭多边形点画模式glFlush(); // 强制OpenGL命令序列在有限的时间内完成执行}int main(){ glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA);// 设置程序窗口的显示模式(单缓冲区、RGBA颜色模型)glutInitWindowPosition(100, 100); // 程序窗口的位置glutInitWindowSize(300, 150); // 程序窗口的大小glutCreateWindow("一个填充多边形的例子!"); // 窗口的标题glutDisplayFunc(display); // 指定场景绘制函数glutMainLoop(); // 开始循环执行OpenGL命令}实验二:基本图元绘制二、实验目的了解OpenGL图形软件包绘制图形的基本过程及其程序框架,并在已有的程序框架中添加代码实现直线和圆的生成算法,演示直线和圆的生成过程,从而加深对直线和圆等基本图形生成算法的理解。
计算机图形学实验报告(一).doc
实验一OpenGL开发环境及扫描转换算法1、实验目的与要求1.通过实验掌握OpenGL中编程环境的设置,了解相关函数用途及设置步骤;2.通过实验掌握基本图形元素的生成,给出相关代码和运行结果;3.用WINDOWS GDI函数编写生成直线或区域填充的程序(选DDA或Bresenham直线算法,活性边表算法填充多边形),演示算法过程。
4.画矩形,调用一个函数画一个矩形。
画椭圆,调用一个函数画一个椭圆。
画Bezier 曲线。
2、实验方案请描述为达到实验的需要完成哪些方面的实验,列举出实验的基本要点和重点。
在工程WinAPIEX加入void createLine(HDC tmpDC)和void Polyline (tmpDC)在void createLine(HDC tmpDC)用DDA直线算法或Bresenham直线算法生成直线在void Polyline (tmpDC)添加活泩边表填充算法,生成填充四边形和八边形加入Rectangle(tmpDC,x0,y0,x1,y1);加入Ellipse (tmpDC, x0,y0,a,b) ;加入PolyBezier(tmpDC,arr_vertex,4) ;3、实验结果和数据处理1)生成直线的DDA直线算法在createLine(tmpDC)中加入以下代码int x0,y0,x1,y1,color; //自定义直线的起点(x0,y0)和终点(x1,y1),及颜色colorfloat dx,dy,x,y;int length,i;x0=50;y0=160;x1=900;y1=200;//此处修改了color=1000; color=1;if(abs(x1-x0)>=abs(y1-y0))length=abs(x1-x0);elselength=abs(y1-y0);dx=(x1-x0)/(float)length;dy=(y1-y0)/(float)length;i=1;x=(float)x0;y=(float)y0;while(i<=length){SetPixel(tmpDC,int(x+0.5),int(y+0.5),color);x+=dx;y+=dy;i++;}2)区域填充的程序在void Polyline (tmpDC) 添加活性边表填充void Polyline (HDC tmpDC) //多边形边数.{const int POINTNUM=4;//或者是八边形8/******定义结构体用于活性边表AET和新边表NET***************************** ******/typedef struct XET{float x;float dx,ymax;XET* next;}AET,NET;/******定义点结构体point**************************** **************************/struct point{float x;float y;}polypoint[POINTNUM]={100,10 0,400,100,400,400,100,400};//正方形//polypoint[POINTNUM]={600,10 0,700,100,800,200,800,300,700,400,600, 400,500,300,500,200};//八边形顶点/******计算最高点的y坐标(扫描到此结束)****************************** **********/int MaxY=0;int i;for(i=0;i<POINTNUM;i++)if(polypoint[i].y>MaxY) MaxY=(int)polypoint[i].y;/*******初始化AET表********************************* **************************/AET *pAET=new AET;pAET->next=NULL;/******初始化NET表********************************* ***************************/NET *pNET[1024];for(i=0;i<=MaxY;i++){pNET[i]=new NET;pNET[i]->next=NULL;}/******扫描并建立NET表********************************* ************************/for(i=0;i<=MaxY;i++){for(intj=0;j<POINTNUM;j++)if(polypoint[j].y==i){if(polypoint[(j-1+POINTNUM)%POINT NUM].y>polypoint[j].y){NET*p=new NET;p->x=polypoint[j].x;p->ymax=polypoint[(j-1+POINTNUM) %POINTNUM].y;p->dx=(polypoint[(j-1+POINTNUM)%P OINTNUM].x-polypoint[j].x)/(polypoint [(j-1+POINTNUM)%POINTNUM].y-po lypoint[j].y);p->next=pNET[i]->next;pNET[i]->next=p;}if(polypoint[(j+1+POINTNUM)%POIN TNUM].y>polypoint[j].y){NET*p=new NET;p->x=polypoint[j].x;p->ymax=polypoint[(j+1+POINTNUM) %POINTNUM].y;p->dx=(polypoint[(j+1+POINTNUM)% POINTNUM].x-polypoint[j].x)/(polypoint[(j+1+POINTNUM)%POINTNUM].y-polypoint[j].y);p->next=pNET[i]->next;pNET[i]->next=p;}}}/******建立并更新活性边表AET***************************** ************************/for(i=0;i<=MaxY;i++){//计算新的交点x,更新AET***************************** ***************************/NET *p=pAET->next;while(p){p->x=p->x + p->dx;p=p->next;}//更新后新AET先排序********************************* ****************************///断表排序,不再开辟空间AET *tq=pAET;p=pAET->next;tq->next=NULL;while(p){while(tq->next && p->x >= tq->next->x)tq=tq->next;NET *s=p->next;p->next=tq->next;tq->next=p;p=s;tq=pAET;}//(改进算法)先从AET表中删除ymax==i的结点********************************* *******/AET *q=pAET;p=q->next;while(p){if(p->ymax==i){q->next=p->next;delete p;p=q->next;}else{q=q->next;p=q->next;}}//将NET中的新点加入AET,并用插入法按X值递增排序********************************* */p=pNET[i]->next;q=pAET;while(p){while(q->next && p->x >= q->next->x)q=q->next;NET *s=p->next;p->next=q->next;q->next=p;p=s;q=pAET;}/******配对填充颜色********************************* ******************************/p=pAET->next;while(p && p->next){for(floatj=p->x;j<=p->next->x;j++){SetPixel(tmpDC,static_cast<int>(j),i,RG B(255,200,0));//此处我改变了颜色,八边形的为黄色//SetPixel(tmpDC,static_cast<int>(j),i,RG B(255,0,0));//还有四边形的红色}p=p->next->next;//考虑端点情况}} }//画矩形Rectangle(tmpDC,20,20,80,80); //左上顶点,右下顶点//画椭圆Ellipse (tmpDC, 20,20,160,360) ;//画Bezier 曲线,利用已有的顶点数据PolyBezier(tmpDC,arr_vertex,4) ;实验截图:1.DDA算法的直线2.四边形和八边形3.正方形4.椭行5.Bezier 曲线实习总结:通过本次实验,我掌握了opengl绘图的一些基本知识,会在vc里面加入opengl的基本库。
计算机图形学实验1报告
设计和实现一个图形函数库一、实验要求设计和实现一个图形函数库,具有绘制直线段、任意圆弧、椭圆弧、多边形区域的阴影填充和颜色填充等功能。
(仅调用画点函数)Windows API:setpixel(hdc,x,y,color)二、实验平台编程环境:Visual Studio 2008编程语言:C#操作系统:Windows 7三、实验目的在理解画直线段,圆弧,椭圆,多边形的画法,以及阴影填充和颜色填充算法的基础上,编程实现出一个简单的画图工具,加深对个算法的理解。
四、算法基本原理1、画直线段(1)算法思想本程序采用Bresenham直线算法,基本思想为:(以斜率在0~1之间的直线段为例)这种情况下,选择X方向为计长方向,即增量dx=1。
如图3。
2所示,设P i (x i,y i)是已选定的离直线最近的像素, 现在要决定P i+1是T还是S。
显然,若d〈0.5, 则S比较靠近直线, 应选S;若d〉=0.5, 则应选T。
(m= △y/△x)令e=d-0.5(初值为—0。
5), 即有:e 〈0时,选P i+1(x i+1, y i), 更新e=e+m;e >=0时, 选P i+1(x i+1,y i+1),更新e=e+m—1;2、画圆弧(1)算法思想本程序采用Bresenham圆弧算法,基本思想为:与Bresenham直线生成算法一样,其基本方法是从一个起点出发,利用判别式选择下一个显示点。
判别式的值通过简单计算获得,其符号用作判断。
此算法在每一步都选择一个离开理想圆周最近的点P i(x i, y i), 使其误差项|D(P i)|=|x i2+y i2—R2|在每一步都是极小值。
设P i—1(x i—1, y i-1)已被选定为最靠近圆弧的点,下一步x=x i-1+1时,要决定T还是S更接近理想的圆弧,令D(S)=(x i—1+1)2+ (y i—1)2 -R2D(T)=(x i-1+1)2+ (y i—1—1)2-R2显然, |D(S)|>=|D(T)|时, 应该取T点; 反之则取S点(2)算法流程(3)实现效果3、画椭圆弧(1)算法思想椭圆生成算法与圆形生成算法类似,都是先生成八分之一圆弧,然后根据对称原则生成图形,所不同的是椭圆有长轴和短轴之分,故需要提前求出45°方向椭圆焦点的坐标.然后再根据公式进行画点。
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。
计算机图形学划线实验报告
计算机图形学划线实验报告《计算机图形学》实验报告实验⼀直线、圆(弧)⽣成算法⼀、实验⽬的及要求1. 了解光栅图形显⽰器的⼯作原理和特点;2. 学习C/VC环境下的基本绘图⽅法;3. 实践与巩固直线的基本⽣成算法。
4. 掌握直线扫描转换算法的原理及实现;5. 学习圆(弧)的基本⽣成算法;6. 实践圆(弧)的基本⽣成算法;7. 掌握圆弧扫描转换算法的原理及实现;⼆、理论基础1、有关直线⽣成算法有DDA(数值微分)、中点画线线算法、Bresenham⽣成算法数值微分法先算出直线的斜率,然后从起点开始,确定最佳逼近于直线的y坐标。
假设起点的坐标为整数。
让x递增1,y相应递增k。
中点划线算法中若直线在x⽅向增加⼀个单位,y的增量只能在0、1之间。
假设当前像素点已经确定,下⼀像素点就只可能有两种情况,将这两点的中点带⼊直线⽅程中,通过中点在直线的上、下⽅来判断下⼀点的坐标。
Bresenham算法是通过各⾏、各列像素中⼼构造⼀组虚拟⽹络格线,按直线从起点到中点的顺序计算直线与各垂直⽹格线的交点,然后确定该列像素中与此交点最近的像素。
2、有关画圆的算法圆的扫描转换(中点画圆法)、Bresenham画圆算法圆的扫描转换算法同中点画线类似,将圆分为8份,先讨论圆的第⼀象限上半部分,从(0,R)点顺时针确定最佳逼近于该圆弧的像素序列。
之后通过对称画出全部圆。
Bresenham画圆算法考虑圆在第⼀象限上的点,每确定⼀像素,则下⼀像素有三种可能,通过判断右下⽅的像素与圆的位置关系再分为三种情况,之后通过这三个点与圆的距离远近确定最佳逼近像素。
三、算法设计与分析1、数值微分法int x0=0,y0=0,x1=800,y1=400; //数值微分法,|k|<=1float dx,dy,k,x,y;dx=x1-x0;dy=y1-y0;k=dy/dx;y=y0;for(x=x0;x<=x1;x++){pDC->SetPixel(x,int(y+0.5),color);y=y+k;}该程序中每⼀步的x、y值是⽤前⼀步的值加上⼀个增量来获得的。
计算机图形学实验一
计算机图形学实验一文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]实验一二维基本图元的生成与填充实验目的1.了解并掌握二维基本图元的生成算法与填充算法。
2.实现直线生成的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。
3.实现圆和椭圆生成的DDA和中点算法, 对几种算法的优缺点有感性认识。
二.实验内容和要求1.选择自己熟悉的任何编程语言, 建议使用VC++。
2.创建良好的用户界面,包括菜单,参数输入区域和图形显示区域。
3.实现生成直线的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。
4.实现圆弧生成的中点算法。
5.实现多边形生成的常用算法, 如扫描线算法,边缘填充算法。
6.实现一般连通区域的基于扫描线的种子填充算法。
7.将生成算法以菜单或按钮形式集成到用户界面上。
8.直线与圆的坐标参数可以用鼠标或键盘输入。
6. 可以实现任何情形的直线和圆的生成。
实验报告1.用户界面的设计思想和框图。
2.各种实现算法的算法思想。
3.算法验证例子。
4.上交源程序。
直线生成程序设计的步骤如下:为编程实现上述算法,本程序利用最基本的绘制元素(如点、直线等),绘制图形。
如图1-1所示,为程序运行主界面,通过选择菜单及下拉菜单的各功能项分别完成各种对应算法的图形绘制。
图1-1 基本图形生成的程序运行界面2.创建工程名称为“基本图形的生成”单文档应用程序框架(1)启动VC,选择“文件”|“新建”菜单命令,并在弹出的新建对话框中单击“工程”标签。
(2)选择MFC AppWizard(exe),在“工程名称”编辑框中输入 “基本图形的生成”作为工程名称,单击“确定”按钮,出现Step 1对话框。
(3)选择“单个文档”选项,单击“下一个”按钮,出现Step 2对话框。
(4)接受默认选项,单击“下一个”按钮,在出现的Step 3~Step 5对话框中,接受默认选项,单击“下一个”按钮。
(5)在Step 6对话框中单击“完成”按钮,即完成“基本图形的生成”应用程序的所有选项,随后出现工程信息对话框(记录以上步骤各选项选择情况),如图1-2所示,单击“确定”按钮,完成应用程序框架的创建。
(完整word版)计算机图形学实验报告一(word文档良心出品)
《计算机图形学》实验报告//圆pDC->SelectObject(&pen2);pDC->Ellipse(50,120,150,220);pDC->SelectObject(&pOldBrush);//椭圆pDC->SelectObject(&pen2);pDC->Ellipse(600, 100, 1025, 325);pDC->SelectObject(&pOldBrush);//多边形pDC->SelectObject(&pen2);pDC->SelectObject(&pen2);CPoint lpPoint[5];lpPoint[0] = CPoint(200,200);lpPoint[1] = CPoint(100, 300);lpPoint[2] = CPoint(150, 400);lpPoint[3] = CPoint(250, 400);lpPoint[4] = CPoint(300, 300);pDC->Polygon(lpPoint,5);//圆弧pDC->SelectObject(&pen2);pDC->SelectObject(&pen2);pDC->Arc(450,200,650,550,50,50,600,900);2、练习使用GDI函数显示图像glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize(1000, 1000);glutInitWindowPosition(0, 0);glutCreateWindow("实验一");glutDisplayFunc(&display);glutMainLoop();}茶壶void display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);//绿色绘制glEnable(GL_DEPTH_TEST);//深度缓冲区glutWireTeapot(2);//绘制茶壶glFlush();glutSwapBuffers();}void reshape(int w, int h){glViewport(0, 0, w, h); //设置视口glMatrixMode(GL_PROJECTION); //将当前矩阵指定为投影模式glLoadIdentity();gluPerspective(60, (GLfloat)w / (GLfloat)h, 1.0, 20); //创建透视投影矩阵glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();gluLookAt(0, 5, 5, 0, 0, 0, 0, 1, 0);//观测点}球void display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);//绿色绘制glEnable(GL_DEPTH_TEST);//深度缓冲区glutWireSphere(1, 20, 16);//绘制球体glFlush();glutSwapBuffers();}void reshape(int w, int h){glViewport(0, 0, w, h); //设置视口glMatrixMode(GL_PROJECTION); //将当前矩阵指定为投影模式glLoadIdentity();gluPerspective(60, (GLfloat)w / (GLfloat)h, 1.0, 20); //创建透视投影矩阵glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();gluLookAt(0, 3, 3, 0, 0, 0, 1, 1, 0);//观测点}六面体void display(void)。
计算机图形学实验报告
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
添加标题
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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
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。
计算机图形学实验报告
实验一:二维图形的绘制和变换一、实验目的掌握基本的图形学算法,熟悉VC下图形学的编程,初步了解并使用OpenGL 绘制图形。
二、实验内容二维图形的绘制和变换,绘制包括直线、三角形、矩形,变换包括平移、旋转、缩放。
三、实验原理二维图形的绘制和变换:在图形系统中,矩阵是实现变换的标准方法。
平移变换、旋转变换和缩放变换的矩阵表示形式如下。
平移变换:P’=P+T。
旋转变换:P’=R*P。
缩放变换:P’=S*P。
引入齐次坐标后,平移、旋转和缩放变换的矩阵表示形式如下所示。
(1)平移变换:[1 0 0][x’, y’, 1] = [x, y, 1] [0 1 0][tx ty 1](2)旋转变换:[cosɵsinɵ0][x’, y’, 1] = [x, y, 1] [-sinɵcosɵ0][0 0 1](3)缩放变换:[s x0 0][x’, y’, 1] = [x, y, 1] [0 s y0][0 0 1]四、实验代码及结果1.编写对一个三角形分别实现平移、缩放、旋转等变化的源码及效果图。
实验核心代码void display(void){glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);glLoadIdentity ();glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);glTranslatef(-100.0,-50.0,1.0);draw_triangle ();glLoadIdentity ();glTranslatef (0.0, 100.0, 1.0);draw_triangle ();glLoadIdentity ();glRotatef (90.0, 0.0, 0.0, 1.0);draw_triangle ();glLoadIdentity ();glScalef (0.5, 0.5, 1.0);draw_triangle ();glFlush ();}2. 实现如图功能#include<windows.h>#include <GL/glut.h>#include <stdlib.h>void init(void){glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel (GL_SMOOTH); }void draw_triangle(void){glShadeModel(GL_SMOOTH);glColor3f(0.2,0.7,0.30);glBegin (GL_TRIANGLES);//画出三角形,为混合色填充方式glVertex2f(50.0, 25.0);glColor3f(0.4,0.5,0.60);glVertex2f(150.0, 25.0);glColor3f(0.9,0.7,0.8);glVertex2f(100.0, 100.0);glEnd();}void display(void){glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);glLoadIdentity ();glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);glTranslatef(-100.0,-50.0,1.0);draw_triangle ();glLoadIdentity ();glTranslatef (0.0, 100.0, 1.0);glRotatef (90.0, 0.0, 0.0, 1.0);glScalef (0.5, 0.5, 1.0);draw_triangle ();//经过三种变换后画出图形glFlush ();}void reshape (int w, int h){glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);glMatrixMode (GL_PROJECTION);glLoadIdentity ();if (w <= h)gluOrtho2D (-200.0, 250.0, -100.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w,200.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w);//调整裁剪窗口elsegluOrtho2D (-200.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h,250.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -50.0, 200.0);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);int main(int argc, char** argv){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize (600, 600);glutInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow (argv[0]);init ();glutDisplayFunc(display);glutReshapeFunc(reshape);glutMainLoop();return 0;}实验二:使用中点扫描算法绘制直线和圆一、实验目的掌握基本的图形学算法,熟悉VC下图形学的编程,初步了解并使用OpenGL 绘制图形。
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实验报告实验课程:学生姓名:学号:专业班级:2014年12月07日目录实验二几何变换实验三二维基本图形生成的算法实现实验四二维填充图的生成算法实验五曲线的生成算法实现实验二 几何变换一、实验名称几何变换二、实验目的1. 掌握二维图形基本的几何变换原理及变换矩阵;2. 掌握矩阵运算的程序设计。
三、实验内容1. 掌握二维图形的齐次坐标表示方法;2. 实现二维图形的基本变换,如进行平移变换等。
四、算法描述二维图形齐次坐标变换矩阵一般表达式:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=i hgf e dc b a T这3×3 矩阵中各元素功能一共可分成四块,即五、实验步骤1. 编写二维图形基本变换如平移、旋转、缩放、比例、对称交换的通用子程序;2. 绘制矩形,调用以上的通用子程序实现图形变换,并输出交换结果;3. 上机调试程序,显示最终结果。
六、实验源程序#include <graphics.h>#include <math.h>double x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4;void pingyi(double d,double c){ double a1,b1,a2,b2;a1=x1+d;b1=y1+c;a2=x2+d;b2=y2+c;rectangle(a1,b1,a2,b2);void suofang(double s){double a1,b1,a2,b2;a1=(double)x1*s;b1=(double)y1*s;a2=(double)x2*s;b2=(double)y2*s;rectangle(a1,b1,a2,b2);}void xuanzhuan(double b) {double a1,b1,a2,b2;a1=x1*cos(b)-y1*sin(b);b1=y1*cos(b)+x1*sin(b);a2=x2*cos(b)-y2*sin(b);b2=y2*cos(b)+x2*sin(b); rectangle(a1,b1,a2,b2);}void cuoqie(double b,double d) {double a1,b1,a2,b2,a3,b3,a4,b4; a1=x1+b*y1; a3=x3+b*y3;b1=d*x1+y1; b3=d*x3+y3;a2=x2+b*y2; a4=x4+b*x4;b2=d*x2+y2; b4=d*x4+y4; line(a1,b1,a3,b3);line(a3,b3,a2,b2);line(a2,b2,a4,b4);line(a4,b4,a1,b1);void duichenpoint(){double a1,b1,a2,b2;a1=-x1;b1=-y1;a2=-x2;b2=-y2; rectangle(a1,b1,a2,b2);}void duichenx(){double a1,b1,a2,b2;a1=x1;b1=-y1;a2=x2;b2=-y2; rectangle(a1,b1,a2,b2);}void duicheny(){double a1,b1,a2,b2;a1=-x1;b1=y1;a2=-x2;b2=y2; rectangle(a1,b1,a2,b2);}void duichenxy(){double a1,b1,a2,b2;a1=y1;b1=x1;a2=y1;b2=x2; rectangle(a1,b1,a2,b2);}void duichenyx(){double a1,b1,a2,b2;a1=-y1;b1=-x1;a2=-y2;b2=-x2; rectangle(a1,b1,a2,b2);main(){ int gdriver,gmode;int select=100;double c,d,e;gdriver=DETECT;gmode=0;initgraph(&gdriver,&gmode,"d:\\tc20h\\bgi");x1=50;y1=50;x2=100;y2=100;x3=x2;y3=y1;x4=x1;y4=y2;printf("please input a rectangle's two point:(x1,y1,x2,y2)"); scanf("%lf%lf%lf%lf",&x1,&y1,&x2,&y2);rectangle(x1,y1,x2,y2);getch();printf("1----pingyi\n");printf("2----suofang");printf("3----xuanzhuan");printf("4----cuoqie");printf("5----guanyu yuandian duichen\n");printf("6----guanyu x duichen \n");printf("7----guanyu y duichen \n");printf("8----guanyu y=x duichen \n");printf("9----guanyu y=-x duichen \n");printf("would you want to select what:(0 is exit system!) \n"); while(select!=0){scanf("%d",&select);if(select==1){printf("what's distance to pingyi?");printf("x: ");scanf("%lf",&d);printf("y: ");scanf("%lf",&c);pingyi(d,c);}else if(select==2){printf("what's size of rectangle you want?"); scanf("%lf",&e);suofang(e);}else if(select==3){printf("xuanzhaun's size?");scanf("%lf",&e);xuanzhuan(e);}else if(select==4){printf("cuoqie's size?");scanf("%lf%lf",&c,&d);cuoqie(c,d);}else if(select==5)duichenpoint();else if(select==6)duichenx();else if(select==7)duicheny();else if(select==8)duichenxy();else if(select==9)duichenyx();elseprintf("error please again! or input 0 to exit!\n");}closegraph();system("pause");}七、程序结果及其分析通过在这次的实验刚开始,由于第一次接触编译的环境觉得无从下手,但也逐渐学到了很多东西按照图形变换的基本原理,我简单实现了图形的几种变换通过这次实验,我对二维图形的基本几何变换(平移、旋转、缩放、错切、反射、投影)和复合变换的理解更加深入了,在对图形进行复合变换时,将几个基本几何变换矩阵按一定顺序相乘便能得到一个复合矩阵,这个复合矩阵能够决定变换后图形的最终位置、形状和大小的信息。
在产生复合矩阵时,因为矩阵乘法并不满足交换律,所以如果基本几何变换矩阵相乘的顺序不同,可能会得到不同的复合矩阵,也就生成了不同的最终变换图形。
实验三二维基本图形生成的算法实现一、实验名称二维基本图形生成的算法实现二、实验目的1. 掌握直线的两种生成算法;2. 掌握二维图形显示原理。
三、实验内容1. 对各种生成算法进行效率及效果的分析和比较;2. 实现直线的生成;3. 学有余力的同学可在对现有算法理解的基础上,能自行设计二维图形的生成算法并编程实现。
四、算法描述1. 数值微分法(Digital Differential Analyzer,DDA)生成直线(1)算法思想:基于直线的微分方程来生成直线。
已知过端点P0 (x0, y0), P1(x1, y1)的直线段L:y=kx+b(2)数学描述①|k|≤1 时,在x的增量方向上走步,走步的方向决定于∆x的符号。
x i+1=x i+ ∆x , 计算y i+1= kx i+1+ b= kx i + b + k∆x= y i + k∆x当∆x =1; y i+1 = y i+ k即:当x每递增1,y递增k(即直线斜率);在这种情况下,x每增加1,y最多增加1。
②当|k|>1时,在y的增量方向上走步,走步的方向决定于∆y的符号。
y i+1 = y i + 1计算x i = y i/k - b/kx i+1 = y i+1/k - b/k= (y i+1)/k - b/k= y i/k-b/k + 1/k= x i + 1/k2. Bresenham算法生成直线(1)算法思想比较从理想直线到位于直线上方的像素的距离d2和相邻的位于直线下方的像素的距离d1,然后根据距离误差项的符号确定与理想直线最近的象素。
(2)数学描述(1) 判别函数设直线起点P0(x0,y0),终点P1(x1,y1),令e0=2∆y - ∆x作为判别函数,根据e0的正负,可以确定走向:①e0<0,Y 方向不走步②e0>=0,Y方向走一步(2) 递推公式对于第i +1步(i=0,l,2,……,n)如果e i≥0,则Y方向走一步:X i+l=X i+1 Y i+1 =Y i+1e i+1=e i + 2∆y - 2∆x如果e i<0,则Y方向不走步:X i+l=X i+1 Y i+1 =Yie i+1= e i+ 2∆y五、实验步骤1. 选择一种直线生成算法(Bresenham算法生成直线);2. 用C语言编写程序,依情况进行判断;3. 用putpixel()函数逐个画点;4. 上机调试程序,显示最终结果。