计算机图形学报告

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计算机图形学实验报告(分形图)

实验六：分形图的生成班级11信计2班学号20110502078 姓名刘昱丞分数一、实验目的理解分形图生成的基本原理，掌握几种常见的分形图生成算法，利用TurboC实现Koch 曲线和可以无穷放大的Mandelbrot Set (曼德布洛特集)生成算法。

二、实验内容1.、利用Koch 曲线生成规则，在屏幕上生成一段Koch 曲线。

2/、利用Mandelbrot Set 生成规则，在屏幕上生成可以无穷放大的Mandelbrot Set (曼德布洛特集)三、实验步骤（1）预习教材关于Koch 曲线和可以无穷放大的Mandelbrot Set (曼德布洛特集)的生成原理。

（2）仿照教材关于Koch 曲线和可以无穷放大的Mandelbrot Set (曼德布洛特集)生成算法生成算法，使用TurboC实现该算法。

（3）调试、编译、运行程序。

四、实验要求在下次实验时提交本次试验的实验报告（实验报告包括实验目的、实验内容、实验实现过程、源程序、实验结果、实验体会）。

五、实验过程( 1 ) Koch 曲线的生成规则它的构造是：迭代初始把原线段去掉中间的三分之一，代之以底边在被去线段上的等边三角形的两腰；以后每一步的迭代都是这样的重复。

从以上过程可以清楚地看出，Koch曲线（其它分形集也是如此）可以由简单的图，称为生成元，迭代产生。

在这里，Koch曲线的生成元是：六、实验代码1/、Koch曲线源程序：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>#include <conio.h>#include <graphics.h>#define rad 0.0174532925#define NUMBER 24koch(ax,ay,bx,by)int ax,ay,bx,by;{ float cx,cy,ex,ey,dx,dy,arf,le,c;c=1000; /*30000,20000,10000,5000,1000 tiao jie ci shu */if ((bx-ax)*(bx-ax)+(by-ay)*(by-ay)<c)line(ax,ay,bx,by);else{cx=ax+(bx-ax)/3;cy=ay+(by-ay)/3;ex=bx-(bx-ax)/3;ey=by-(by-ay)/3;koch((int)(ax),(int)(ay),(int)(cx),(int)(cy)); /* koch(ax,ay,cx,cy); */ koch((int)(ex),(int)(ey),(int)(bx),(int)(by));le=sqrt((ex-cx)*(ex-cx)+(ey-cy)*(ey-cy)); /* koch(ex,ey,bx,by); */ arf=atan((ey-cy)/(ex-cx));if((arf>=0 &&(ex-cx)<0)||(arf<=0 &&(ex-cx)<0))arf=arf+3.1415;dy=cy+sin(arf+3.1415/3)*le;dx=cx+cos(arf+3.1415/3)*le;koch((int)(cx),(int)(cy),(int)(dx),(int)(dy)); /*koch(cx,cy,dx,dy);*/ koch((int)(dx),(int)(dy),(int)(ex),(int)(ey)); /* koch(dx,dy,ex,ey); */ }}main(){float xa1,xb1,ya1,yb1;float xa,xb,ya,yb;float dex,dey,dx,dy;float x,y,s1,s2;int steps,k;int gdriver=DETECT,gmode;initgraph(&gdriver,&gmode,"C:\\JMSOFT\\DRV");cleardevice();setbkcolor(BLUE);/* line(400,400,600.4,540.6); */settextstyle(1,0,3);outtextxy(100,100,"Shijiazhuang University");/* koch(340,150,100,150) ; */koch(100,300,500,300) ;getch();closegraph();return 0;}输出结果为：2.、可以无穷放大的Mandelbrot Set (曼德布洛特集）源程序：#include <graphics.h>#include <conio.h>// 定义常量#define ITERATIONS 1000 // 迭代次数，越高，图像越精细#define MAXCOLOR 64 // 颜色数/////////////////////////////////////////////////// 定义复数及乘、加运算/////////////////////////////////////////////////// 定义复数struct COMPLEX{double re;double im;};// 定义复数“乘”运算COMPLEX operator * (COMPLEX a, COMPLEX b){COMPLEX c;c.re = a.re * b.re - a.im * b.im;c.im = a.im * b.re + a.re * b.im;return c;}// 定义复数“加”运算COMPLEX operator + (COMPLEX a, COMPLEX b){COMPLEX c;c.re = a.re + b.re;c.im = a.im + b.im;return c;}/////////////////////////////////////////////////// 定义颜色及初始化颜色/////////////////////////////////////////////////// 定义颜色int Color[MAXCOLOR];// 初始化颜色void InitColor(){// 使用HSL 颜色模式产生角度h1 到h2 的渐变色int h1 = 240, h2 = 30;for(int i=0; i<MAXCOLOR/2; i++){Color[i] = HSLtoRGB((float)h1, 1.0f, i * 2.0f / MAXCOLOR);Color[MAXCOLOR-1-i] = HSLtoRGB((float)h2, 1.0f, i * 2.0f / MAXCOLOR);}}/////////////////////////////////////////////////// 绘制Mandelbrot Set (曼德布洛特集)/////////////////////////////////////////////////void Draw(double fromx, double fromy, double tox, double toy){COMPLEX z, c;int x, y, k; // 定义循环变量for(x = 0; x < 640; x++){c.re = fromx + (tox - fromx) * (x / 640.0);for(y = 0; y < 480; y++){c.im = fromy + (toy - fromy) * (y / 480.0);z.re = z.im = 0;for(k = 0; k < ITERA TIONS; k++){if ( z.re * z.re + z.im * z.im > 4.0 ) break;z = z * z + c;}putpixel(x, y, (k >= ITERA TIONS) ? 0 : Color[k % MAXCOLOR]);}}}/////////////////////////////////////////////////// 主函数/////////////////////////////////////////////////void main(){// 初始化绘图窗口及颜色initgraph(640, 480);InitColor();// 初始化Mandelbrot Set(曼德布洛特集)坐标系double fromx, fromy, tox, toy;fromx = -2.1; tox = 1.1;fromy = -1.2; toy = 1.2;Draw(fromx, fromy, tox, toy);// 捕获鼠标操作，实现放大鼠标选中区域MOUSEMSG m;bool isLDown = false;int selfx, selfy, seltx, selty; // 定义选区while(!kbhit()){m = GetMouseMsg(); // 获取一条鼠标消息switch(m.uMsg){// 按鼠标中键恢复原图形坐标系case WM_MBUTTONUP:fromx = -2.1; tox = 1.1;fromy = -1.2; toy = 1.2;Draw(fromx, fromy, tox, toy);break;// 按鼠标左键并拖动，选择区域case WM_MOUSEMOVE:if (isLDown){rectangle(selfx, selfy, seltx, selty);seltx = m.x;selty = m.y;rectangle(selfx, selfy, seltx, selty);}break;// 按鼠标左键并拖动，选择区域case WM_LBUTTONDOWN:setcolor(WHITE);setwritemode(R2_XORPEN);isLDown = true;selfx = seltx = m.x;selfy = selty = m.y;rectangle(selfx, selfy, seltx, selty);// 按鼠标左键并拖动，选择区域case WM_LBUTTONUP:rectangle(selfx, selfy, seltx, selty);setwritemode(R2_COPYPEN);isLDown = false;seltx = m.x;selty = m.y;if (selfx == seltx || selfy == selty) break;// 修正选区为4:3int tmp;if (selfx > seltx) {tmp = selfx; selfx = seltx; seltx = tmp;} if (selfy > selty) {tmp = selfy; selfy = selty; selty = tmp;}if ( (seltx - selfx) * 0.75 < (selty - selfy) ){selty += (3 - (selty - selfy) % 3);selfx -= (selty - selfy) / 3 * 4 / 2 - (seltx - selfx) / 2;seltx = selfx + (selty - selfy) / 3 * 4;}else{seltx += (4 - (seltx - selfx) % 4);selfy -= (seltx - selfx) * 3 / 4 / 2 - (selty - selfy ) / 2;selty = selfy + (seltx - selfx ) * 3 / 4;}// 更新坐标系double f, t;f = fromx + (tox - fromx) * selfx / 640;t = fromx + (tox - fromx) * seltx / 640;fromx = f;tox = t;f = fromy + (toy - fromy) * selfy / 480;t = fromy + (toy - fromy) * selty / 480;fromy = f;toy = t;// 画图形Draw(fromx, fromy, tox, toy);}}getch();closegraph(); }输出结果为：。

《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_2

计算机图形学实验报告学号：********姓名：班级：计算机 2班指导老师：***2010.6.19实验一、Windows 图形程序设计基础1、实验目的1）学习理解Win32 应用程序设计的基本知识（SDK 编程）；2）掌握Win32 应用程序的基本结构（消息循环与消息处理等）； 3）学习使用VC++编写Win32 Application 的方法。

4）学习MFC 类库的概念与结构；5）学习使用VC++编写Win32 应用的方法（单文档、多文档、对话框）；6）学习使用MFC 的图形编程。

2、实验内容1）使用WindowsAPI 编写一个简单的Win32 程序，调用绘图API 函数绘制若干图形。

（可选任务）2 ）使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序，窗口内显示"Hello,Thisis my first SDI Application"。

（必选任务）3）利用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序，在文档视口内绘制基本图形（直线、圆、椭圆、矩形、多边形、曲线、圆弧、椭圆弧、填充、文字等），练习图形属性的编程（修改线型、线宽、颜色、填充样式、文字样式等）。

定义图形数据结构Point\Line\Circle 等保存一些简单图形数据（在文档类中），并在视图类OnDraw 中绘制。

3、实验过程1）使用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,选择单文档；2）在View类的OnDraw（）函数中添加图形绘制代码，说出字符串“Hello,Thisis my first SDI Application”，另外实现各种颜色、各种边框的线、圆、方形、多边形以及圆弧的绘制；3）在类视图中添加图形数据point_pp,pp_circle的类，保存简单图形数据，通过在OnDraw（）函数中调用，实现线、圆的绘制。

4、实验结果正确地在指定位置显示了"Hello,This is my first SDI Application"字符串，成功绘制了圆，椭圆，方形，多边形以及曲线圆弧、椭圆弧，同时按指定属性改绘了圆、方形和直线。

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。

计算机图形学研究报告

计算机图形学研究报告计算机图形学是计算机科学的一个重要分支，它将复杂的数学原理应用于计算机系统，以创建有效的图形表现形式。

这项研究一直是计算机科学领域最重要的研究之一。

在过去的几十年里，计算机图形学在众多领域都发挥着重要作用，例如，它在多媒体、游戏开发和数据可视化领域均有所体现。

计算机图形学的研究主要集中在几个不同的方面，包括3D模型及其视觉表示、渲染算法、曲面建模、图形输入和交互设计等技术。

这些技术的目的在于更有效地将复杂的3D世界表示为可视化的图形表示形式。

渲染算法将3D图形转换为更加真实的2D图像，而图形输入将对象控制方式转化为可用于识别对象的模拟控制方式。

此外，计算机图形学还在电影制作、机器视觉及图像分析等领域中发挥重要作用。

电影制作中的建模和渲染技术可以帮助制作人员快速制作出高质量的电影。

机器视觉可以通过模拟视觉系统来识别和分析图像，从而实现机器自动控制。

在图像分析中，计算机图形学技术可以自动检测出图像中的特征，从而帮助进行精准的图像分割和物体识别。

随着计算机图形学技术的进一步发展，越来越多的新技术出现在日常生活中。

增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的出现，尤其是新型AR / VR应用程序的开发，将会加速计算机图形学技术的发展。

此外，智能图像和视频分析技术也在蓬勃发展，其中大量利用计算机图形学技术。

这些可以应用于软件开发、医学成像、安全监控、无人机技术等多个行业，从而改善技术的效率，提高人类生活的质量。

综上所述，计算机图形学的发展不断推动着计算机科学的发展，它在多个领域均发挥着重要作用。

它是计算机及其相关科学领域的一个基本理论，并在诸多领域中不断发展壮大。

随着计算机技术的不断进步，计算机图形学技术也将得到进一步的发展，继续促进计算机科学的发展，并为人们带来更多的方便。

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。

计算机图形学与可视化技术的研究报告

计算机图形学与可视化技术的研究报告在当今数字化时代，计算机图形学与可视化技术已经成为了众多领域中不可或缺的重要组成部分。

从娱乐产业中的电影特效和游戏设计，到科学研究中的数据分析和模拟，再到工程领域中的设计和建模，这些技术的应用无处不在，深刻地改变着我们的生活和工作方式。

一、计算机图形学的基本概念和原理计算机图形学是研究如何利用计算机生成、处理和显示图形的学科。

它的核心目标是创建逼真的、具有视觉吸引力的图形，并能够与用户进行有效的交互。

在计算机图形学中，图形的表示和生成是两个关键的方面。

图形可以通过几何模型（如点、线、面）来表示，也可以使用图像（如位图）来表示。

对于几何模型，需要使用数学方法来描述其形状、位置和属性。

例如，通过使用向量和矩阵运算来进行图形的变换，包括平移、旋转和缩放等。

而图像则是由像素组成，每个像素都有其颜色和亮度值。

图形的生成方法有多种，其中光栅图形学和光线追踪是常见的两种。

光栅图形学是将图形转化为像素，并在屏幕上进行显示。

这种方法速度较快，但在处理复杂的光照和阴影效果时可能不够逼真。

光线追踪则是通过模拟光线在场景中的传播和反射来生成图形，能够产生非常真实的光照效果，但计算量较大，需要较高的计算性能。

二、可视化技术的重要性和应用领域可视化技术是将数据转化为图形或图像，以便于人们理解和分析的技术。

它的重要性在于能够将大量复杂的数据以直观的方式呈现出来，帮助人们快速发现数据中的模式、趋势和关系。

在科学研究中，可视化技术被广泛应用于天文学、物理学、生物学等领域。

例如，天文学家可以通过可视化星系的分布和运动来研究宇宙的演化；物理学家可以通过可视化粒子的碰撞过程来理解微观世界的规律；生物学家可以通过可视化蛋白质的结构来研究其功能。

在医学领域，可视化技术可以帮助医生更好地理解患者的病情。

例如，通过 CT、MRI 等医学影像的可视化，医生可以更准确地诊断疾病，并制定治疗方案。

手术导航系统也是可视化技术的应用之一，它可以在手术过程中为医生提供实时的三维图像，提高手术的精度和安全性。

《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

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。

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。

计算机图形学报告

沈阳航空航天大学计算机图形学实验报告班级：34140102学号：20130 姓名：成绩：指导教师：实验一：OpenGL绘制球体线框图1.实验目的：本实验要求熟悉OpenGL基本图元函数的使用。

通过使用OpenGL及GLUT库在Visual C++环境下编写图形绘制程序掌握图形绘制的一般框架，从而为进一步做综合性的图形绘制实验奠定基础2.实验要求：编写一个程序，在窗口中显示一个旋转的球体线框，利用光标键可启动图形旋转切换视点。

3.实验过程：先配置环境，把相关文件放到相应的文件夹C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL C:\WINDOWS\system32 C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib建一个新工程，比照pdf敲代码再通过VC++进行编译4.实验结果:程序运行后，弹出窗口，使用光标键可使球体旋转。

代码：include <windows.h>#include <math.h>#include <gl/gl.h>#include <gl/glu.h>#include <gl/glaux.h>void init();void CALLBACK reshapae(GLsizei w,GLsizei h);void CALLBACK display();GLfloat s, h;//回调函数，绘制窗口时调用void CALLBACK display(){//清空窗口设置背景为白色glClearColor(1, 1, 1, 1);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//取景变换glLoadIdentity();gluLookAt(5, 5, h, s, 0, 0, 0, 1, 0);//glRotatef(30,1,1,0);//设置前景色为黑色glColor3f(0,0,0);//绘图开始，两条水平平行线GLfloat RAD = 3.1415926/180;GLfloat x, y, z, r;int i, j;for(i = 0; i < 180; i+=5){glBegin(GL_LINE_LOOP);r = 2 * sin(i * RAD);z = 2 * cos(i * RAD);for(j = 0; j <= 360; j+=10){x = r * cos(j * RAD);y = r * sin(j * RAD);glVertex3f(x, y, z);}glEnd();}for(j = 0; j < 360; j+=10){glBegin(GL_LINE_LOOP);for(i = 0;i <=180; i+=5){r = 2 * sin(i * RAD);z = 2 * cos(i * RAD);x = r * cos(j * RAD);y = r * sin(j * RAD);glVertex3f(x, y, z);}glEnd();}//清空帧缓存glFlush();}//OpenGL初始化，设置颜色为单一着色模式void init(){glShadeModel(GL_FLAT);s = 0;h = 5;}//回调函数，窗口初始化和大小改变时，调用此函数void CALLBACK reshape(GLsizei w,GLsizei h){//设置当前矩阵为投影变换矩阵glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置投影变换glLoadIdentity();gluPerspective(30, 1, -3, 3);//设置当前矩阵为模式变换矩阵glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//设置视区变换glViewport(0, 0, w, h);}void CALLBACK Left(){s+=0.1;}void CALLBACK Right(){s-=0.1;}void CALLBACK Up(){h-=0.1;}void CALLBACK Down(){h+=0.1;}void main(){//设置OpenGL的显示模式：单缓存、RGB模式auxInitDisplayMode(AUX_SINGLE|AUX_RGB);//设置窗口位置、大小和标题auxInitPosition(0, 0, 300, 300);auxInitWindow("OpenGL Demo");init();//设置回调函数auxKeyFunc(AUX_LEFT,Left);auxKeyFunc(AUX_RIGHT,Right);auxKeyFunc(AUX_UP,Up);auxKeyFunc(AUX_DOWN,Down);auxReshapeFunc(reshape);auxMainLoop(display);}5.实验心得：对vc下opengl的配置还是花费了很多时间，通过本次试验，熟悉了OpenGL基本图元函数的使用，通过使用OpenGL及GLUT库在Visual C++环境下编写图形绘制程序掌握图形绘制的一般框架，从而为进一步做综合性的图形绘制实验奠定基础。

计算机图形学报告

2. 图像分析：计算机图形学提供了各种图像分析工具，如阈值分割、边缘检测和区域提取等，以帮助医生进行病灶定位和性质评估。
3. 虚拟手术：通过计算机图形学技术，医生可以在虚拟环境中进行手术模拟和训练，提高手术技能和操作水平。
案例四：地理信息系统的计算机图形学应用
总结词：地理信息系统（GIS）与计算机图形学结合，为地理数据可视化提供了强大的支持，使得地理信息更加直观和易于理解。
计算机图形学具有以下特点
用户可以通过输入设备与计算机图形环境进行交互，实现动态修改和操作。
计算机图形学技术可以生成高质量的图像和动画，使图形更具逼真感。
计算机图形学可以实现实时渲染，使得图形能够根据用户的交互动态更新。
计算机图形学的发展历程
1 2 3
1950年代
计算机图形学开始起步，主要应用于科学可视化领域，如天气预报、地理信息系统等。
图形变换技术
图形变换是计算机图形学中的基本技术之一，它涉及到如何对图形进行平移、旋转、缩放等操作。
变换矩阵是实现图形变换的关键，通过对图形坐标点应用变换矩阵，可以实现图形的平移、旋转和缩放等操作。
图形变换通常包括齐次坐标变换和仿射变换等，其中齐次坐标变换可以表示任意形状的变换，而仿射变换只能表示线性变换。
04
计算机图形学高级技术
真实感图形渲染技术
基于物理的渲染
光线追踪
使用物理模拟技术来计算光线在物体表面的反射、折射、散射等效果，以实现更逼真的图像渲染。
通过模拟光线的传播路径来生成逼真的阴影和反射效果，增强图像的视觉效果。
纹理映射
光照模型
将纹理贴图映射到三维模型表面，以实现更丰富的细节和质感。

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。

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。