计算机图形学基础教程实验报告

计算机图形学基础教程实验报告
计算机图形学基础教程实验报告

湖北民族学院信息工程学院实验报告

(数字媒体技术专业用)

班级:姓名:谌敦斌学号:031241318实验成绩:

实验时间:2013年10 月14 日9、10 节实验地点:数媒实验室课程名称:计算机图形学基础教程实验类型:设计型

实验题目:直线与圆的绘制

一、实验目的

通过本次实验,熟练掌握DDA、中点、Bresenham直线绘制方法和中点、Bresenham圆的画法,能够在vc环境下独立完成实验内容,逐渐熟悉opengl的语法特点,提高程序基本绘图的能力。

二、实验环境(软件、硬件及条件)

Microsoft vc++6.0 多媒体计算机

三、实验内容

1.从DDA、中点、Bresenham画线法中任选一种,完成直线的绘制。

2.从中点、Bresenham画圆法中任选一种,完成圆的绘制。

四、实验方法与步骤

打开vc++6.0,新建一个工程,再在工程里面建一个.cpp文件,编辑程序,编译连接后执行即可。

程序如下

bresenham画线法:

#include

#include

int bresenham(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) {

int x,y,dx,dy,e,i;

dx=x1-x0;

dy=y1-y0;

e=-dx;

y=y0;

for(x=x0;x<=x1;x++)

{

putpixel(x,y,color);

e+=2*dy;

if(e>=0)

{ y++;

e-=2*dx;

}

}

return 0;

}

int main()

{

initgraph(640,480);

bresenham(0,0,500,200,255);

while(!kbhit())

{

}

closegraph();

return 0;

}

Bresenham画圆法:

#include

#include

int circlepoints(int x,int y,int color)

{

putpixel(255+x,255+y,color);

putpixel(255+y,255+x,color);

putpixel(255-x,255+y,color);

计算机图形学实验报告

《计算机图形学》实验报告姓名:郭子玉 学号:2012211632 班级:计算机12-2班 实验地点:逸夫楼507 实验时间:15.04.10 15.04.17

实验一 1 实验目的和要求 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。 2 实验环境和工具 开发环境:Visual C++ 6.0 实验平台:Experiment_Frame_One (自制平台) 3 实验结果 3.1 程序流程图 (1)DDA 算法 是 否 否 是 是 开始 计算k ,b K<=1 x=x+1;y=y+k; 绘点 x<=X1 y<=Y1 绘点 y=y+1;x=x+1/k; 结束

(2)Mid_Bresenham 算法 是 否 否 是 是 是 否 是 否 开始 计算dx,dy dx>dy D=dx-2*dy 绘点 D<0 y=y+1;D = D + 2*dx - 2*dy; x=x+1; D = D - 2*dy; x=x+1; x

3.2程序代码 //-------------------------算法实现------------------------------// //绘制像素的函数DrawPixel(x, y); (1)DDA算法 void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) { //----------请实现DDA算法------------// float k, b; float d; k = float(Y1 - Y0)/float(X1 - X0); b = float(X1*Y0 - X0*Y1)/float(X1 - X0); if(fabs(k)<= 1) { if(X0 > X1) { int temp = X0; X0 = X1; X1 = temp; }

计算机图形学试题附答案完整版

名词解释 将图形描述转换成用像素矩阵表示的过程称为扫描转换。 1.图形 2.像素图 3.参数图 4.扫描线 5.构造实体几何表示法 6.投影 7.参数向量方程 8.自由曲线 9.曲线拟合 10.曲线插值 11.区域填充 12.扫描转换 三、填空 1.图形软件的建立方法包括提供图形程序包、和采用专用高级语言。 2.直线的属性包括线型、和颜色。 3.颜色通常用红、绿和蓝三原色的含量来表示。对于不具有彩色功能的显示系统,颜色显示为。 4.平面图形在内存中有两种表示方法,即和矢量表示法。 5.字符作为图形有和矢量字符之分。 6.区域的表示有和边界表示两种形式。 7.区域的内点表示法枚举区域内的所有像素,通过来实现内点表示。 8.区域的边界表示法枚举区域边界上的所有像素,通过给赋予同一属性值来实现边界表示。 9.区域填充有和扫描转换填充。 10.区域填充属性包括填充式样、和填充图案。 11.对于图形,通常是以点变换为基础,把图形的一系列顶点作几何变换后,

连接新的顶点序列即可产生新的变换后的图形。 12.裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在之内。 13.字符裁剪方法包括、单个字符裁剪和字符串裁剪。 14.图形变换是指将图形的几何信息经过产生新的图形。 15.从平面上点的齐次坐标,经齐次坐标变换,最后转换为平面上点的坐标,这一变换过程称为。 16.实体的表面具有、有界性、非自交性和闭合性。 17.集合的内点是集合中的点,在该点的内的所有点都是集合中的元素。 18.空间一点的任意邻域内既有集合中的点,又有集合外的点,则称该点为集合的。 19.内点组成的集合称为集合的。 20.边界点组成的集合称为集合的。 21.任意一个实体可以表示为的并集。 22.集合与它的边界的并集称集合的。 23.取集合的内部,再取内部的闭包,所得的集合称为原集合的。 24.如果曲面上任意一点都存在一个充分小的邻域,该邻域与平面上的(开)圆盘同构,即邻域与圆盘之间存在连续的1-1映射,则称该曲面为。 25.对于一个占据有限空间的正则(点)集,如果其表面是,则该正则集为一个实体(有效物体)。 26.通过实体的边界来表示一个实体的方法称为。 27.表面由平面多边形构成的空间三维体称为。 28.扫描表示法的两个关键要素是和扫描轨迹。 29.标量:一个标量表示。 30.向量:一个向量是由若干个标量组成的,其中每个标量称为向量的一个分量。 四、简答题 1. 什么是图像的分辨率?

计算机图形学实验报告 (2)

中南大学信息科学与工程学院 实验报告实验名称 实验地点科技楼四楼 实验日期2014年6月 指导教师 学生班级 学生姓名 学生学号 提交日期2014年6月

实验一Window图形编程基础 一、实验类型:验证型实验 二、实验目的 1、熟练使用实验主要开发平台VC6.0; 2、掌握如何在编译平台下编辑、编译、连接和运行一个简单的Windows图形应用程序; 3、掌握Window图形编程的基本方法; 4、学会使用基本绘图函数和Window GDI对象; 三、实验内容 创建基于MFC的Single Document应用程序(Win32应用程序也可,同学们可根据自己的喜好决定),程序可以实现以下要求: 1、用户可以通过菜单选择绘图颜色; 2、用户点击菜单选择绘图形状时,能在视图中绘制指定形状的图形; 四、实验要求与指导 1、建立名为“颜色”的菜单,该菜单下有四个菜单项:红、绿、蓝、黄。用户通过点击不同的菜单项,可以选择不同的颜色进行绘图。 2、建立名为“绘图”的菜单,该菜单下有三个菜单项:直线、曲线、矩形 其中“曲线”项有级联菜单,包括:圆、椭圆。 3、用户通过点击“绘图”中不同的菜单项,弹出对话框,让用户输入绘图位置,在指定位置进行绘图。

五、实验结果: 六、实验主要代码 1、画直线:CClientDC *m_pDC;再在OnDraw函数里给变量初始化m_pDC=new CClientDC(this); 在OnDraw函数中添加: m_pDC=new CClientDC(this); m_pDC->MoveTo(10,10); m_pDC->LineTo(100,100); m_pDC->SetPixel(100,200,RGB(0,0,0)); m_pDC->TextOut(100,100); 2、画圆: void CMyCG::LineDDA2(int xa, int ya, int xb, int yb, CDC *pDC) { int dx = xb - xa; int dy = yb - ya; int Steps, k; float xIncrement,yIncrement; float x = xa,y= ya; if(abs(dx)>abs(dy))

计算机图形学基础期末考试试题

一、填空题 1.将多边形外部一点A与某一点B用线段连接,若此线段与多边形边界相交的次数为??????????,则点B在多边形外部。若此线段与多边形边界相交的次数为??????????,则点B在多边形内部。 2.生成直线的四点要求是_______________________,____________________________,____________________________________,速度要快。 3.由5个控制顶点Pi(i=0,1,…4)所决定的3次B样条曲线,由??????????段3次B样条曲线段光滑连接而成。 4.用于减少或克服在“光栅图形显示器上绘制直线、多边形等连续图形时,由离散量表示连续量引起的失真”的技术叫??????????。 5.图形的数学表示法一般有??????????,??????????,??????????。 1.一个交互性的计算机图形系统应具有、、、、 输入等五方面的功能。 2.阴极射线管从结构上可以分为、和。 3.常用的图形绘制设备有和,其中支持矢量格式。 4.PHIGS和GKS将各种图形输入设备从逻辑上分为六种:定位设备、笔划设 备、、、和。 5.通常可以采用和处理线宽。 6.齐次坐标表示就是用维向量表示n维向量。 7.平行投影根据可以分为投影和投影。 8.一个交互式计算机图形处理系统包括图形软件和_____________,图形软件又分为 _____________、_____________和三部分。 9.构成图形的要素包括和,在计算机中通常用采用两种方法来表示 图形,他们是和。 10.荫罩式彩色显像管的结构包括、、和。 11.目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成:、和一 个ROM BIOS芯片。 12.在交互输入过程中,图形系统中有_____________、、和其组 合形式等几种输入(控制)模式。 13.填充一个特定区域,其属性选择包括、和。 14.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用和参数法,其中用参数法描 述的图形称为,用描述的图形称为。 15.在显示技术中,我们常常采用提高总的光强等级。 16.常用的交互式绘图技术有、、和。

计算机图形学教程课后习题参考答案.

第一章 1、试述计算机图形学研究的基本内容? 答:见课本P5-6页的1.1.4节。 2、计算机图形学、图形处理与模式识别本质区别是什么?请各举一例说明。 答:计算机图形学是研究根据给定的描述,用计算机生成相应的图形、图像,且所生成的图形、图像可以显示屏幕上、硬拷贝输出或作为数据集存在计算机中的学科。计算机图形学研究的是从数据描述到图形生成的过程。例如计算机动画制作。 图形处理是利用计算机对原来存在物体的映像进行分析处理,然后再现图像。例如工业中的射线探伤。 模式识别是指计算机对图形信息进行识别和分析描述,是从图形(图像)到描述的表达过程。例如邮件分捡设备扫描信件上手写的邮政编码,并将编码用图像复原成数字。 3、计算机图形学与CAD、CAM技术关系如何? 答:见课本P4-5页的1.1.3节。 4、举3个例子说明计算机图形学的应用。 答:①事务管理中的交互绘图 应用图形学最多的领域之一是绘制事务管理中的各种图形。通过从简明的形式呈现出数据的模型和趋势以增加对复杂现象的理解,并促使决策的制定。 ②地理信息系统 地理信息系统是建立在地理图形基础上的信息管理系统。利用计算机图形生成技术可以绘制地理的、地质的以及其它自然现象的高精度勘探、测量图形。 ③计算机动画 用图形学的方法产生动画片,其形象逼真、生动,轻而易举地解决了人工绘图时难以解决的问题,大大提高了工作效率。 5、计算机绘图有哪些特点? 答:见课本P8页的1.3.1节。 6、计算机生成图形的方法有哪些? 答:计算机生成图形的方法有两种:矢量法和描点法。 ①矢量法:在显示屏上先给定一系列坐标点,然后控制电子束在屏幕上按一定的顺序扫描,逐个“点亮”临近两点间的短矢量,从而得到一条近似的曲线。尽管显示器产生的只是一些短直线的线段,但当直线段很短时,连成的曲线看起来还是光滑的。 ②描点法:把显示屏幕分成有限个可发亮的离散点,每个离散点叫做一个像素,屏幕上由像素点组成的阵列称为光栅,曲线的绘制过程就是将该曲线在光栅上经过的那些像素点串接起来,使它们发亮,所显示的每一曲线都是由一定大小的像素点组成的。当像素点具有多种颜色或多种灰度等级时,就可以显示彩色图形或具有不同灰度的图形。 7、当前计算机图形学研究的课题有哪些? 答:见课本P10-11页的1.4节。

计算机图形学实验报告

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

#include #include #include 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); glV ertex2i(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(); }

计算机图形学实验二

实验报告 课程名称:计算机图形学 实验项目:区域填充算法 实验仪器:计算机 系别:计算机学院 专业:计算机科学与技术 班级姓名:计科1602/ 学号:2016011 日期:2018-12-8 成绩: 指导教师:

一.实验目的(Objects) 1.实现多边形的扫描线填充算法。 二.实验内容 (Contents) 实现多边形的扫描线填充算法,通过鼠标,交互的画出一个多边形,然后利用种子填充算法,填充指定的区域。不能使用任何自带的填充区域函数,只能使用画点、画线函数或是直接对图像的某个像素进行赋值操作;

三.实验内容 (Your steps or codes, Results) //widget.cpp //2016CYY Cprogramming #include"widget.h" #include #include #include using namespace std; #define H 1080 #define W 1920 int click = 0; //端点数量 QPoint temp; QPoint first; int result = 1; //判断有没有结束 int sign = 1; //2为画线 int length = 5; struct edge { int ymax; float x; float dx; edge *next; }; edge edge_; QVector edges[H]; QVector points;//填充用 bool fin = false; QPoint *Queue = (QPoint *)malloc(length * sizeof(QPoint)); //存放端点的数组 Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent) { } Widget::~Widget() { } void Widget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) { setMouseTracking(true); if (click > 0 && result != 0) { startPt = temp; endPt =event->pos(); sign = 2; update(); } } void Widget::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event) { if (event->button() == Qt::LeftButton) { } else if (event->button() == Qt::RightButton) { sign = 2;

计算机图形学基础教程实验报告

湖北民族学院信息工程学院实验报告 (数字媒体技术专业用) 班级:0312413姓名:谌敦斌学号:031241318实验成绩: 实验时间:2013年10 月14 日9、10 节实验地点:数媒实验室课程名称:计算机图形学基础教程实验类型:设计型 实验题目:直线与圆的绘制 一、实验目的 通过本次实验,熟练掌握DDA、中点、Bresenham直线绘制方法和中点、Bresenham圆的画法,能够在vc环境下独立完成实验内容,逐渐熟悉opengl的语法特点,提高程序基本绘图的能力。 二、实验环境(软件、硬件及条件) Microsoft vc++6.0 多媒体计算机 三、实验内容 1.从DDA、中点、Bresenham画线法中任选一种,完成直线的绘制。 2.从中点、Bresenham画圆法中任选一种,完成圆的绘制。 四、实验方法与步骤 打开vc++6.0,新建一个工程,再在工程里面建一个.cpp文件,编辑程序,编译连接后执行即可。

程序如下 bresenham画线法: #include #include int bresenham(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) { int x,y,dx,dy,e,i; dx=x1-x0; dy=y1-y0; e=-dx; y=y0; for(x=x0;x<=x1;x++) { putpixel(x,y,color); e+=2*dy; if(e>=0) { y++; e-=2*dx; } } return 0; } int main() { initgraph(640,480); bresenham(0,0,500,200,255); while(!kbhit()) { } closegraph(); return 0; } Bresenham画圆法: #include #include int circlepoints(int x,int y,int color) { putpixel(255+x,255+y,color); putpixel(255+y,255+x,color); putpixel(255-x,255+y,color);

计算机图形学课程参考文献

《计算机图形学》课程参考文献 [1 Kenneth R. Castleman, “Digital Image Processing”, Prentice-Hall International,Inc, 1996 [2] James Sharman. The Marching Cubes Algorithm[EB]. https://www.360docs.net/doc/6a17200325.html,/. [3] William E. Lorensen, Harvey E. Cline. Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algrorithm[J].Computer Graphics, 1987, 21(4). [4] Jan Horn. Metaballs程序[CP]. http://www.sulaco.co.za. [5] 唐泽圣,等.三维数据场可视化[M].北京:清华大学出版社,1999.177-179. [6] 白燕斌,史惠康,等.OpenGL三维图形库编程指南[M].北京:机械工业出版社,1998. [7] 费广正,芦丽丹,陈立新.可视化OpenGL程序设计[M].北京:清华大学出版社,2001. [8] 田捷,包尚联,周明全.医学影像处理与分析[M].北京:电子工业出版社,2003. [9] 三维表面模型的重构、化简、压缩及其在计算机骨科手术模拟中的应用[R]. https://www.360docs.net/doc/6a17200325.html,/~yike/uthesis.pdf ; [10] 首套中国数字化可视人体二维图像[DB]. http://www.chinesevisiblehuman. com/ pic/pictype.asp [11] 季雪岗,王晓辉,张宏林,等.Delphi编程疑难详解[M].北京:人民邮电出版社,2000. [12] 郑启华.PASCAL程序设计(第二版)[M].北京:清华大学出版社,1996. [13] 涂晓斌,谢平,陈海雷,蒋先刚.实用微机工程绘图实验教程[M].西南交通大学出版社,2004,4. [14] David F.Rogers.计算机图形学算法基础[M].北京:电子工业出版社,2002. [15] 李信真,车刚明,欧阳洁,封建湖.计算方法[M].西安:西北工业大学出版社,2000. [16] Paul Bourke Polygonising a scalar field [CP]. http://astronomy. https://www.360docs.net/doc/6a17200325.html,.au/ ~pbourke/ modelling/polygonise/ [17] 刘骏.Delphi数字图像处理及高级应用[M].北京:科学出版社,2003. [18] 李弼程,彭天强,彭波,等.智能图像处理技术[M].北京:电子工业出版社,2004. [19] Kenneth R.Castleman著,朱志刚,石定机,等译.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2002. [20] Milan Sonka, Vaclav Hlavac, Roger Boyle.Image Processing, Analysis, and Machine Vision [M].北京:人民邮电出版社,2003. [21] 阮秋奇.数字图像处理学[M]. 北京:电子工业出版社, 2001. [22] 刘宏昆,等.Delphi应用技巧与常见问题[M]. 北京:机械工业出版社, 2003. [23] 张增强,李鲲程,等.专家门诊—Delphi开发答疑300问[M].北京:人民邮电出版社,2003.6.

计算机图形学实验报告

计算机图形学 实验报告 姓名:谢云飞 学号:20112497 班级:计算机科学与技术11-2班实验地点:逸夫楼507 实验时间:2014.03

实验1直线的生成 1实验目的和要求 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。 2实验环境和工具 开发环境:Visual C++ 6.0 实验平台:Experiment_Frame_One(自制平台)。 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DDA算法和Mid_Bresenham 算法,并进行分析。 ?平台界面:如错误!未找到引用源。所示 ?设置:通过view->setting菜单进入,如错误!未找到引 用源。所示 ?输入:通过view->input…菜单进入.如错误!未找到引用 源。所示 ?实现算法: ◆DDA算法:void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) Mid_Bresenham法:void CExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1)

3实验结果 3.1程序流程图 1)DDA算法流程图:开始 定义两点坐标差dx,dy,以及epsl,计数k=0,描绘点坐标x,y,x增 量xIncre,y增量yIncre ↓ 输入两点坐标x1,y1,x0,y0 ↓ dx=x1-x0,dy=y1-y0; _________↓_________ ↓↓ 若|dx|>|dy| 反之 epsl=|dx| epsl=|dy| ↓________...________↓ ↓ xIncre=dx/epsl; yIncre=dy/epsl ↓ 填充(强制整形)(x+0.5,y+0.5); ↓←←←← 横坐标x+xIncre; 纵坐标y+yIncre; ↓↑ 若k<=epsl →→→k++ ↓ 结束 2)Mid_Bresenham算法流程图开始 ↓ 定义整形dx,dy,判断值d,以及UpIncre,DownIncre,填充点x,y ↓ 输入x0,y0,x1,y1 ______↓______ ↓↓ 若x0>x1 反之 x=x1;x1=x0;x0=x; x=x0;

一种基于计算几何方法的最小包容圆求解算法.kdh

2007年 工 程 图 学 学 报2007 第3期 JOURNAL OF ENGINEERING GRAPHICS No.3一种基于计算几何方法的最小包容圆求解算法 张 勇, 陈 强 (清华大学机械工程系先进成形制造重点实验室,北京 100084) 摘要:为实现点集最小包容圆(最小外接圆)的求解,将计算几何中的α-壳的概 念应用到最小包容圆的计算过程,提出了一种精确有效的最小包容圆求解算法。根据α-壳定 义及最小包容圆性质,证明当1/α等于最小包容圆半径时点集的α-壳顶点共圆,1/α小于最小 包容圆半径时α-壳不存在,1/α大于最小包容圆半径时随着1/α减小α-壳顶点数逐渐减小的规 律。将α-壳顶点数目作为搜索最小包容圆半径的依据,实现了最小包容圆半径的搜索和最小包容圆的求解。 关键词:计算机应用;优化算法;计算几何;最小包容圆;α-壳 中图分类号:TP 391 文献标识码:A 文章编号:1003-0158(2007)03-0097-05 Algorithm for Minimum Circumscribed Circle Detection Based on Computational Geometry Technique ZHANG Yong, CHEN Qiang ( Key Laboratory for Advanced Manufacturing by Materials Processing Technology, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China ) Abstract: α-hulls are applied to calculate the minimum circumscribed circle (MCC) of point set and an accurate and effective method for MCC detection is established through finding the least squares circle of the point set and iteratively approaching the MCC with recursive subdivision. Several theorems concerning the properties of α-hulls are presented. If 1/α is equal to the radius of points’ MCC, all vertices of the α-hull will be on the same circle. When 1/α is larger than the MCC’s radius, the number of vertices of α-hulls will decrease with decreasing of 1/α, and the number of vertices’ number will reach zero when 1/α is smaller than MCC’s radius. From the above rules, an algorithm for detecting MCC is developed, and experimental results show this algorithm is reliable. Key words: computer application; optimized algorithm; computational geometry; minimum circumscribed circle; α-hull 收稿日期:2005-12-20 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50275083);高校博士点基金资助项目(20020003053)

计算机图形学 图形的几何变换的实现算法教程文件

计算机图形学图形的几何变换的实现算 法

实验二 图形的几何变换的实现算法 班级 08信计 学号 59 姓名 分数 一、实验目的和要求: 1、掌握而为图形的基本几何变换,如平移,旋转,缩放,对称,错切变换;。 2、掌握OpenGL 中模型变换函数,实现简单的动画技术。 3、学习使用OpenGL 生成基本图形。 4、巩固所学理论知识,加深对二维变换的理解,加深理解利用变换矩阵可由简单图形得到复杂图形。加深对变换矩阵算法的理解。 编制利用旋转变换绘制齿轮的程序。编程实现变换矩阵算法,绘制给出形体的三视图。调试程序及分析运行结果。要求每位学生独立完成该实验,并上传实验报告。 二、实验原理和内容: . 原理: 图像的几何变换包括:图像的空间平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值。 图像几何变换的实质:改变像素的空间位置,估算新空间位置上的像素值。 图像几何变换的一般表达式:[,][(,),(,)]u v X x y Y x y = ,其中,[,]u v 为变换后图像像素的笛卡尔坐标, [,]x y 为原始图像中像素的笛卡尔坐标。这样就得到了原始图像与变换后图像的像素的对应关系。 平移变换:若图像像素点 (,)x y 平移到 00(,)x x y y ++,则变换函数为 0(,)u X x y x x ==+, 0(,)v Y x y y y ==+,写成矩阵表达式为: 00x u x y v y ??????=+???????????? 其中,x 0和y 0分别为x 和y 的坐标平移量。 比例缩放:若图像坐标 (,)x y 缩放到( ,x y s s )倍,则变换函数为:

计算机图形学实验报告

计算机图形学 实验报告 学号:20072115 姓名: 班级:计算机 2班 指导老师:何太军 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,This is 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,This is 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。成功地完成了实验。 结果截图: 5、实验体会 通过实验一,了解了如用使用基本的SDI编程函数绘制简单的图

清华大学计算机研究生课程表

清华大学计算机研究生课程表 清华大学计算机研究生课程表 计算机系研究生课程介绍 课程名称:组合数学 课程编号:60240013 课学时:48 开课学期:秋任课教师:黄连生 【主要容】

主要介绍组合数学的基本容,包括基本记数方法、母函数与递推关系、容斥 原理与鸽巢原理、Burnside引理与Polya定理、区组设计与编码的初步概念、线性规划问题的单纯形算法。 课程名称:数据结构 课程编号:60240023 课学时:48 开课学期:春秋 任课教师:严蔚敏 【主要容】 线性表、树、图等各种基本类型数据结构的结构特性、存储表示及基本操作实现的算法;查找表的各种表示方法;各种排序算法的设计与分析;文件组织方法的简单介绍。 课程名称:软件工程技术和设计

课程编号:60240033 课学时:48 开课学期:春任课教师:周之英 【主要容】 1、软件开发技术发展史; 2、软件工程技术方法的基本原则; 3、软件过程改进; 4、需求工程; 5、软件体系结构; 6、面向对象设计方法; 7、Design Pattern; 8、分布式系统对象模型:CORBA及DCOM/COM(OLE)等; 9、实例分析(实时系统的设计)等。 课程名称:专家系统 课程编号:60240043 课学时:48 开课学期:春任课教师:艾海舟 【主要容】 讲解专家系统的基本原理、构造方法、应用实例、开发工具和发展趋势,介绍人

工智能原理和知识工程的相关容,包括产生式系统、搜索技术、知识表示、知识获取 、推理机、不确定推理方法等容。 课程名称:人工智能 课程编号:60240052 课学时:32 开课学期:秋任课教师:群秀 【主要容】 人工智能的定义、发展历史及研究的课题;人工智能的典型系统结构--产生式系统; 搜索技术(盲目搜索、启发式搜索、博奕树搜索);谓词演算(知识表示);人工智能语言程序设计。 课程名称:微型计算机系统接口技术 课程编号:60240063 课学时:48 开课学期:春

计算机图形学实验报告

计算机图形学(computer graphics)的基本含义是使用计算机通过算法和程序在显示设备上构造图形。图形是人们通过计算机设计和构造出来的,不是通过摄像机、扫描仪等设备输入的图像。这里的图形可以是现实中存在的图形,也可以是完全虚拟构造的图形。以矢量图的形式呈现,更强调场景的几何表示,记录图形的形状参数与属性参数。例如,工程图纸(drawing),其最基本的图形单元是点、线、圆/弧等,其信息包含图元的几何信息与属性信息(颜色、线型、线宽等显式属性和层次等隐式属性)。 图像处理(image processing)则是研究图像的分析处理过程,图像处理研究的是图像增加、模式识别、景物分析等,研究对象一般为二维图像。图像以点阵图形式呈现,并记录每个点的灰度或色彩。例如,照片、扫描图片和由计算机产生的真实感和非真实感图·形等,最基本的图像单元(pels,picture elements)是点—像素(pixel),其信息实际上是点与它的属性信息(颜色、灰度、亮度等)。 计算机视觉(computer vision)包括获取、处理、分析和理解图像或者更一般意义的真实世界的高维数据方法,它的目的是产生决策形式的数字或者符号信息。

计算机图形学和计算机视觉是同一过程的两个方向。计算机图形学将抽象的语义信息转化成图形,计算机视觉则从图形中提取抽象的语义信息,图像处理研究的则是一个图像或一组图像之间的相互转化和关系,与语义信息无关。下表从输入和输出的角度对三者的区别进行辨析: 表2 图像处理&计算机视觉&计算机图形学对比 计算机图形学,输入的是对虚拟场景的描述,通常为多边形数组,而每个多边形由三个顶点组成,每个顶点包括三维坐标、贴图坐标、RGB 颜色等。输出的是图像,即二维像素数组。 计算机视觉,输入的是图像或图像序列,通常来自相机、摄像头或视频文件。输出的是对于图像序列对应的真实世界的理解,比如检测人脸、识别车牌。图像处理,输入的是图像,输出的也是图像。

计算机图形学基础教程习题课1(第二版)(孙家广-胡事民编著)

1.列举计算机图形学的主要研究内容。 计算机中图形的表示方法、图形的计算、图形的处理和图形的显示。 图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。 2.常用的图形输出设备是什么? 显示器(CRT、LCD、等离子)、打印机、绘图仪等。 2.常用的图形输入设备是什么? 键盘、鼠标、跟踪球、空间球、数据手套、光笔、触摸屏、扫描仪等。 3.列出3种图形软件工具。 AutoCAD、SolidWorks、UG、ProEngineer、CorelDraw、Photoshop、PaintShop、Visio、3DMAX、MAYA、Alias、Softimage等。 错误:CAD 4.写出|k|>1的直线Bresenham画线算法。 d d d d 设直线方程为:y=kx+b,即x=(y-b)/k,有x i+1=x i+(y i+1-y i)/k=x i+1/k,其中k=dy/dx。因为直线的起始点在象素中心,所以误差项d的初值d0=0。y下标每增加1,d的值相应递增1/k,即d=d+1/k。一旦d≥1,就把它减去1,这样保证d在0、1之间。 ●当d≥0.5时,最接近于当前象素的右上方象素(xi+1,y i+1),x方向加1,d减 去1; ●而当d<0.5时,更接近于上方象素(x i,yi+1)。

为方便计算,令e=d-0.5,e的初值为-0.5,增量为1/k。 ●当e≥0时,取当前象素(x i,y i)的右上方象素(xi+1,y i+1),e减小1; ●而当e<0时,更接近于上方象素(xi,yi+1)。 voidBresenhamline (int x0,int y0,intx1, inty1,int color) { int x,y,dx,dy; float k,e; dx= x1-x0, dy = y1-y0,k=dy/dx; e=-0.5, x=x0, y=y0; for (i=0; i≤dy; i++) {drawpixel(x, y,color); y=y+1,e=e+1/k; if (e≥0) { x++, e=e-1;} } } 4.写出|k|>1的直线中点画线算法。 构造判别式:d=F(M)=F(xp+0.5,y p+1)=a(x p+0.5)+b(yp+1)+c ●当d<0,M在Q点左侧,取右上方P2为下一个象素; ●当d>0,M在Q点右侧,取上方P1为下一个象素; ●当d=0,选P1或P2均可,约定取P1为下一个象素;

(完整word版)计算机图形学实验报告

一、实验目的 1、掌握中点Bresenham直线扫描转换算法的思想。 2掌握边标志算法或有效边表算法进行多边形填充的基本设计思想。 3掌握透视投影变换的数学原理和三维坐标系中几何图形到二维图形的观察流程。 4掌握三维形体在计算机中的构造及表示方法 二、实验环境 Windows系统, VC6.0。 三、实验步骤 1、给定两个点的坐标P0(x0,y0),P1(x1,y1),使用中点Bresenham直线扫描转换算法画出连接两点的直线。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、使用中点Bresenham直线扫描转换算法实现自己的画线函数,函数原型可表示如下: void DrawLine(CDC *pDC, int p0x, int p0y, int p1x, int p1y); 在函数中,可通过调用CDC成员函数SetPixel来画出扫描转换过程中的每个点。 COLORREF SetPixel(int x, int y, COLORREF crColor ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数,调用DrawLine 函数画出不同斜率情况的直线,如下图:

最后、调试程序直至正确画出直线。 2、给定多边形的顶点的坐标P0(x0,y0),P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),P4(x4,y4)…使用边标志算法或有效边表算法进行多边形填充。 实验基本步骤 首先、使用MFC AppWizard(exe)向导生成一个单文档视图程序框架。 其次、实现边标志算法或有效边表算法函数,如下: void FillPolygon(CDC *pDC, int px[], int py[], int ptnumb); px:该数组用来表示每个顶点的x坐标 py :该数组用来表示每个顶点的y坐标 ptnumb:表示顶点个数 注意实现函数FillPolygon可以直接通过窗口的DC(设备描述符)来进行多边形填充,不需要使用帧缓冲存储。(边标志算法)首先用画线函数勾画出多边形,再针对每条扫描线,从左至右依次判断当前像素的颜色是否勾画的边界色,是就开始填充后面的像素直至再碰到边界像素。注意对顶点要做特殊处理。 通过调用GDI画点函数SetPixel来画出填充过程中的每个点。需要画线可以使用CDC的画线函数MoveTo和LineTo进行绘制,也可以使用实验一实现的画直线函数。 CPoint MoveTo(int x, int y ); BOOL LineTo(int x, int y ); 实现边标志算法算法需要获取某个点的当前颜色值,可以使用CDC的成员函数 COLORREF GetPixel(int x, int y ); 再次、找到文档视图程序框架视图类的OnDraw成员函数,调用FillPolygon 函数画出填充的多边形,如下: void CTestView::OnDraw(CDC* pDC) { CTestcoodtransDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc);

相关文档
最新文档