计算机图形学基础实验指导书
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《计算机图形学基础》实验指导书
课程名称:计算机图形学基础
英文名称:Computer Graphics
课程性质:必修
课程编号:
适应专业:计算机科学与技术;软件工程
学时学分:总学时48,实验学时10 2,总学分2
编写人:王创存
一、实验课程任务与要求
1. 目的与任务:
计算机图形学实验教学是为了将学生的计算机操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来,引导学生由浅入深地掌握计算机图形学理论与算法,掌握交互构图能力,具备工程应用的图形学基础。本实验教学主要内容是要求学生用Visual Basic编程实现各种图形的绘制,强化学生的程序设计能力和程序调试能力,使学生巩固所学各种图形的生成算法的理论知识。实践教学共包括十项内容。
2. 实验基本要求:(以软件设计为主要表现形式)
●上机前应准备好实验的程序设计算法描述与关键分析内容;
●准备好程序测试数据和设备操作步骤,上机调试、运行;
●完成每个实验后进行数据与程序对比分析,给出运行结果。
二、实验内容与学时安排
实验一、图形输入/输出设备的操作使用及简单图形的输出(2学时)
要求:(1)掌握图形设备的操作过程;测试图形设备的分辨率、性能;
(2)图形软件包与外部设备的连接参数配置;
(3)利用图形软件包绘制简单图形并在设备上输出;
(4)设计菜单,实现人机交互方式控制图形设备进行简单操作
实验二、编程环境及图形绘制基础练习(2学时)
题目:绘制分形树
基本要求:
)数据输入项为:树干的起点坐标,树干长度,树枝倾斜角度,树枝层数,最短树枝;
)结果直接输出在窗体中。
附加要求:(1)通过用户输入可改变线型(实线、虚线与点划线)。
(2)通过用户输入可改变线宽。
实验三、直线的绘制(2学时)
题目:用逐点比较法或中点Bresenham法实现直线的绘制
基本要求:
)数据输入项为:直线的起点与终点坐标;
)直线与圆输出在PictureBox控件中;
)保存图形绘制结果,将该实验加入到菜单中去。
实验四、圆的绘制(2学时)
题目:用逐点比较法或中点Bresenham法实现圆的绘制
基本要求:
)数据输入项为:圆心坐标与半径;
)直线与圆输出在PictureBox控件中;
)保存图形绘制结果,将该实验加入到菜单中去。
实验五、椭圆的绘制(2学时)
题目:用中点Bresenham法及其改进算法实现椭圆的绘制
基本要求:
)数据输入项为:椭圆的长短轴;
)椭圆输出在PictureBox控件中;
)保存图形绘制结果,将该实验加入到菜单中去。
实验六、区域填充(2学时)
题目:用种子填充算法(或扫描线填充算法)填充任一多边形域
基本要求:
1)数据输入项为:多边形的顶点数、各顶点x,y坐标;对于种子填充算法要输入种子象素的x,y坐标;对于扫描线填充算法要输入扫描线间距;
)填充区域输出在PictureBox控件中。
)保存图形绘制结果,将该实验加入到菜单中去。
附加要求:(1)填充区中可内嵌多个多边形。
(2)对于扫描线填充算法使用一定距离的字符填充。
实验七、矢量字符或符号的绘制(2学时)
题目:矢量字符的绘制
基本要求:
)以一定规则建立矢量字符库文件。要求至少存三个字符的信息,每个字符至小有一个编码。)数据输入项为:字符编号及输出坐标。
)程序设计要求:根据用户输入的字符编号,从矢量字符库文件提取该字符相应的笔划,并输出在PictureBox控件中。
)保存图形绘制结果,将该实验加入到菜单中去。
附加要求:字符可放大、缩小与旋转变换。
实验八、二维图形变换(一)(2学时)
题目:绘制常见几何图形,并进行平移、错切及比例变换
基本要求:
)将给定几何图形进行平移、错切、及比例变换;
)保存图形绘制结果,将该实验加入到菜单中去。
实验九、二维图形变换(二)(2学时)
题目:绘制常见几何图形,并进行对称、旋转及组合变换
基本要求:
)将给定几何图形进行对称、旋转及组合变换;
)保存图形绘制结果,将该实验加入到菜单中去。
实验十、图形的裁剪(2学时)
题目:用编码法裁剪二维线段或用逐边裁剪算法裁剪多边形
基本要求:
)数据输入项为:裁剪窗口的四条边坐标;对于编码法裁剪二维线段要输入线段的起点与终点x,y坐标。对于逐边裁剪算法裁剪多边形要输入多边形的顶点数及各顶点x,y坐标。
)裁剪前与裁剪后的结果输出在PictureBox控件中。
附加要求:对于裁剪多边形可由用户控制裁剪的边逐边裁剪。
三、实验考核
预先准备情况及上机实际操作综合评分。
四、设备及器材配置
(1)有快速的较高性能微机和较大内存与硬盘的设备;
(2)有基本的图形I/O设备(鼠标、扫描仪、绘图仪、打印机、触摸屏等);
(3)有相应的配套软件Visual Basic程设环境、AutoCAD 、3DS、配置OpenGL软件包;
(4)有易耗品的配备,如打印机、色带、绘图笔、绘图纸等;
(5)设备数量能适应学生人数。
五、教材
参考课程教材《计算机图形学基础》及相关的软件开发环境。