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。

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