计算机图形学-Bezier曲线算法de-Castljau

计算机图形学-Bezier曲线算法de-Castljau
计算机图形学-Bezier曲线算法de-Castljau

/*

1.实现Bezier曲线

2.数据由data.in读入,其格式为:

点数

各个点坐标

例如:

4

10 150

50 50

150 50

190 150

3.可以实现100阶以内Bezier

*/

#include

#include

#include

using namespace std;

LRESULT CALLBACK WinSunProc(

HWND hwnd, // handle to window

UINT uMsg, // message identifier

WPARAM wParam, // first message parameter LPARAM lParam // second message parameter

);

void MidpointLine(int x0, int y0, int x1, int y1, HWND hwnd); void bezier(HWND hwnd);

int cnt = 0;

const int MAX = 105;

const int COUNT = 1000;

int n;

int ptr;

struct Point{

double x, y;

};

vector p[2], vec;

int WINAPI WinMain(

HINSTANCE hInstance, // handle to current instance HINSTANCE hPrevInstance, // handle to previous instance

LPSTR lpCmdLine, // command line

int nCmdShow // show state

)

{

WNDCLASS wndcls;

wndcls.cbClsExtra=0;

wndcls.cbWndExtra=0;

wndcls.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);

wndcls.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_CROSS);

wndcls.hIcon=LoadIcon(NULL,IDI_ERROR);

wndcls.hInstance=hInstance;

wndcls.lpfnWndProc=WinSunProc;

wndcls.lpszClassName="Ted";

wndcls.lpszMenuName=NULL;

wndcls.style=CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;

RegisterClass(&wndcls);

HWND hwnd;

hwnd=CreateWindow("Ted","XukeIsDaHaoRen!",WS_OVERLAPPEDWINDOW, 0,0,600,400,NULL,NULL,hInstance,NULL);

ShowWindow(hwnd,SW_SHOWNORMAL);

UpdateWindow(hwnd);

MSG msg;

while(GetMessage(&msg,NULL,0,0))

{

TranslateMessage(&msg);

DispatchMessage(&msg);

}

return 0;

}

LRESULT CALLBACK WinSunProc(

HWND hwnd, // handle to window

UINT uMsg, // message identifier

WPARAM wParam, // first message parameter

LPARAM lParam // second message parameter

)

{

switch(uMsg)

{

case WM_CHAR:

char szChar[20];

sprintf(szChar,"char is %d",wParam);

MessageBox(hwnd,szChar,"Nothing",0);

break;

case WM_LBUTTONDOWN:

MessageBox(hwnd,"Waiting...","Performance",0);

//HDC hdc;

//hdc=GetDC(hwnd);

//MidpointLine(100, 100, 200, 200, hwnd);

bezier(hwnd);

break;

case WM_PAINT:

HDC hDC;

PAINTSTRUCT ps;

hDC=BeginPaint(hwnd,&ps);

TextOut(hDC,0,0,"By Ted",strlen("By Ted"));

EndPaint(hwnd,&ps);

break;

case WM_CLOSE:

if(IDYES==MessageBox(hwnd,"Quit?(Y/N)"," ",MB_YESNO))

{

DestroyWindow(hwnd);

}

break;

case WM_DESTROY:

PostQuitMessage(0);

break;

default:

return DefWindowProc(hwnd,uMsg,wParam,lParam);

}

return 0;

}

int curPtr(){

return ptr % 2;

}

int prePtr(){

return (ptr + 1) % 2;

}

Point cut(Point p1, Point p2, double t){

Point temp;

temp.x = p1.x + t * (p2.x - p1.x);

temp.y = p1.y + t * (p2.y - p1.y);

return temp;

}

Point deCasteljau(double t){

//Point temp;

for(int i = 0; i < n - 1; i++){

int cur = curPtr(), pre = prePtr();

p[pre].clear();

for(int j = 0; j < (int)p[cur].size() - 1; j++){

Point temp = cut(p[cur][j], p[cur][j + 1], t);

p[pre].push_back(temp);

}

++ptr;

}

int cur = curPtr();

return p[cur][0];

}

void bezier(HWND hwnd){

HDC dc;

dc = GetDC(hwnd);

int i;

Point temp;

FILE *fp = fopen("data.in", "r");

fscanf(fp, "%d\n", &n);

//char str[20];

//sprintf(str, "%d\n", n);

//MessageBox(hwnd,"Waiting...",str,0);

for(i = 0; i< n; i++){

fscanf(fp, "%lf %lf\n", &temp.x, &temp.y);

vec.push_back(temp);

}

//HDC dc;

//dc = GetDC(hwnd);

for(i = 0; i < (int)vec.size(); i++){

SetPixel(dc, (int)vec[i].x, (int)vec[i].y, RGB(255,0,0));

if(i < (int)vec.size() - 1){

MoveToEx(dc, (int)vec[i].x, (int)vec[i].y, (LPPOINT) NULL);

//MoveToEx(hdc, (int) 110, (int) 110, (LPPOINT) NULL);

LineTo(dc, (int)vec[i + 1].x, (int)vec[i + 1].y);

}

}

for(int t = 0; t <= COUNT; t++){

ptr = 0;

p[ptr] = vec;

temp = deCasteljau((double)((double)t / (double)COUNT));

SetPixel(dc, (int)temp.x, (int)temp.y, RGB(255,0,0));

}

return ;

}

void MidpointLine(int x0, int y0, int x1, int y1, HWND hwnd)

{

HDC dc;

dc=GetDC(hwnd);

int a=0;

int b=0;

int d1=0;

int d2=0;

int d=0;

int x=0;

int y=0;

a=y0-y1;

b=x1-x0;

d=2*a+b;

d1=2*a;

d2=2*a+2*b;

x=x0;

y=y0;

SetPixel(dc,x,y,RGB(255,0,0));

while(x

{

if(d<0)

{

x++;

y++;

d += d2;

}

else

{

x++;

d =+ d1;

}

SetPixel(dc,x,y,RGB(255,0,0));

}

ReleaseDC(hwnd,dc);

}

计算机图形学裁剪算法详解

裁剪算法详解 在使用计算机处理图形信息时,计算机部存储的图形往往比较大,而屏幕显示的只是图的一部分。因此需要确定图形中哪些部分落在显示区之,哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区的那部分图形。这个选择过程称为裁剪。最简单的裁剪方法是把各种图形扫描转换为点之后,再判断各点是否在窗。但那样太费时,一般不可取。这是因为有些图形组成部分全部在窗口外,可以完全排除,不必进行扫描转换。所以一般采用先裁剪再扫描转换的方法。 (a)裁剪前 (b) 裁剪后 图1.1 多边形裁剪 1直线段裁剪 直线段裁剪算法比较简单,但非常重要,是复杂图元裁剪的基础。因为复杂的曲线可以通过折线段来近似,从而裁剪问题也可以化为直线段的裁剪问题。常

用的线段裁剪方法有三种:Cohen-Sutherland,中点分割算法和梁友栋-barskey 算法。 1.1 Cohen-Sutherland裁剪 该算法的思想是:对于每条线段P1P2分为三种情况处理。(1)若P1P2完全在窗口,则显示该线段P1P2简称“取”之。(2)若P1P2明显在窗口外,则丢弃该线段,简称“弃”之。(3)若线段既不满足“取”的条件,也不满足“弃”的条件,则在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外,可弃之。然后对另一段重复上述处理。 为使计算机能够快速判断一条直线段与窗口属何种关系,采用如下编码方法。延长窗口的边,将二维平面分成九个区域。每个区域赋予4位编码CtCbCrCl.其中各位编码的定义如下:

图1.2 多边形裁剪区域编码图5.3线段裁剪 裁剪一条线段时,先求出P1P2所在的区号code1,code2。若code1=0,且code2=0,则线段P1P2在窗口,应取之。若按位与运算code1&code2≠0,则说明两个端点同在窗口的上方、下方、左方或右方。可判断线段完全在窗口外,可弃之。否则,按第三种情况处理。求出线段与窗口某边的交点,在交点处把线段一分为二,其中必有一段在窗口外,可弃之。在对另一段重复上述处理。在实现本算法时,不必把线段与每条窗口边界依次求交,只要按顺序检测到端点的编码不为0,才把线段与对应的窗口边界求交。 Cohen-Sutherland裁减算法 #define LEFT 1 #define RIGHT 2 #define BOTTOM 4

实验三 自由曲线的生成

实验三 Bezier曲线生成 一、实验目的 1. 理解并会自己编程实现二维Bezier曲线的画图 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VB,VC或JAVA。 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.实现二维2、3、4阶Bezier曲线的描画。 4.将生成算法以菜单或按钮形式集成到用户界面上。 5.坐标参数可以用鼠标或键盘输入。 三.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。 四.Bezier曲线生成程序设计的步骤如下: 1.创建工程名称为“Test”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“Test”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“Test”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。

图1-2 信息程序基本 2.编辑菜单资源 设计如图1-1所示的菜单项。在工作区的ResourceView标签中,单击Menu项左边“+”,然后双击其子项IDR_MAINFRAME,并根据表1-1中的定义编辑菜单资源。此时VC已自动建好程序框架,如图1-2所示。 表1-1菜单资源表 3.添加消息处理函数 利用ClassWizard(建立类向导)为应用程序添加与菜单项相关的消息处理函数,ClassName栏中选择CTestView,根据表1-2建立如下的消息映射函数,ClassWizard会自动完成有关的函数声明。 表1-2菜单项的消息处理函数 onRButtonDown()。

计算机图形学实验报告(原创)

实验报告 计算机图形学实验报告——C字曲线算法

计算机图形学实验报告——C字曲线算法 1)算法原理介绍 实验环境:Microsoft Visual C++ C字线算法原理:C曲线由控制多边形通过一系列割角变换生成,具有连续性。C 曲线容易在计算机上快速产生, 用于计算机图形的实时处理。实验中还应用了C 曲线的凸包性、保凸性、局部无依赖性等性质。本实验程中GetMaxX()函数得到屏幕上的X方向上的最大值;GetMaxY()数得到屏幕上的Y方向上的最大值; c(n,300,150,MaxX-300,150)函数画出C字样图形。 2)程序设计文档说明 一、课程设计目的 在掌握图形学的基本原理、算法和实现技术基础上,通过编程实践学会基本的图形软件开发技术。 1.了解Visual C++ 2005绘图的基本概念 2.了解Visual C++2005绘图环境 3.了解Visual C++2005绘图环境 4. 掌握用Visual C++ 2005绘图的基本命令 二、课程设计内容 仿照Windows的附件程序“画图”, 用C++语言编制一个具有交互式绘制和编辑多种图元功能的程序“C字曲线算法”,实现以下功能对应的设计内容: (1) 能够以交互方式在图形绘制区绘制直线(折线); (2)设置C字曲线的迭代次数,分析不同迭代次数的变化情况;

(3)通过帮助文档了解和使用函数。 三、实验步骤 1.新建MFC应用程序 1.1新建工程。运行VC++6.0,新建一个MFC AppWizard[exe]工程,并命名,选择保存 路径,确定。

1.2选择应用程序的类型,选择“单文档”,则可以通过菜单打开对话框 2.建立单文档应用程序,在其中调用对话框 2.1 查看工程资源 在单击完成之后,即建立了一个工程,在工程的左侧资源视图可以看到MFC向导为该程序提供的一些资源。 分别如下所示:

计算机图形学心得体会

计算机图形学心得体会 姓名: 学号: 201203284 班级: 计科11202 序号: 31 院系: 计算机科学学院

通过一个学期的学习,经过老师细心的讲解,我对图形学这门课有了基础的认识,从您的课上我学到了不少知识,基本上对图形学有了一个大体的认识。上课的时候,您的PPT做的栩栩如生,创意新颖的FLASH就吸引了我的眼球,再加上您那详细生动的讲解,就让我对这门课产生了浓厚的兴趣,随着一节一节课的教学,您的讲课更加深深地吸引了我,并且随着对这门课越来越深入的了解更促使我产生了学好这门的欲望。您教会了我们怎们做基本知识,还教了我们不少的算法。听您的课可以说是听得津津有味。以下就是我对计算机图形学这门课的认识。 一、图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看图形主要分为两类一类是基于线条信息表示的如工程图、等高线地图、曲面的线框图等另一类是明暗图也就是通常所说的真实感图形。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此必须建立图形所描述的场景的几何表示再用某种光照模型计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。 二、计算机图形学的研究内容非常广泛如图形硬件、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、非真实感绘制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。1990年的第11届亚洲运动会上首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。计算机动画的应用领域十分宽广除了用来制作影视作品外在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、机械设计等许多方面都有重要应用如军事战术模拟。 三、科学计算可视化它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何

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OpenG 冲模型变换函数,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(x x 。,y ■ y 。),则变换函数为 u = X (x, y ) =x 沟, v 二丫(x, y ) = y ■ y 。,写成矩阵表达式为: 比例缩放:若图像坐标 (x,y )缩放到(S x ,s y )倍,则变换函数为: S x ,S y 分别为x 和y 坐标的缩放因子,其大于1表示放大, 小于1表示缩小。 旋转变换:将输入图像绕笛卡尔坐标系的原点逆时针旋转 v 角度,则变换后图像坐标为: u COST 内容: :u l :Sx k ;0 其中,x 0和y 0分别为x 和y 的坐标平移量。 其中,

计算机图形学 编程生成“三次贝塞尔”曲线

集美大学 计算机工程学院实验报告 课程名称计算机图形学教程 实验名称实验五、编程生成“三次贝塞尔”曲 线 实验类型设计型 学号 日期12月12日地点 成绩教师

一、实验目的: 一方面,让学生对自由曲线的生成算法有更深入的理解,特别是对于曲线的逼近,能够通过实验编程来验证书上所提供的算法思想:另一方面,在图形程序设计方法(如设计各种各样的图形)、绘图函数的使用以及C和C++语言编程环境、程序的调试和测试方面受到比较系统和严格的训练。 二、实验内容: 运用所学的三次贝塞尔曲线生成的算法,根据以下数据点[x, y]:[50, 100] [80, 230] [100, 270] [140, 160] [180, 50] [240, 65] [270, 120] [330, 230] [380, 230] [430, 150]计算出结果,并实现三段贝塞尔在屏幕上显示的功能 三、实验要求: (1)3段三次贝塞尔曲线在衔接点上要连续,曲线整体效果要光滑。 (2)整个图形轮廓要清晰,色彩要分明 四、实验环境: 1.PC,CPU:P4 2.0GHz以上,内存:512M,硬盘:40GB以上; 2.操作系统:Microsoft Windows 2000 /2003/XP; 3.软件:VC或JAVA等。 五、实验内容及完成情况: #include "graphics.h" #include "conio.h" #include "stdio.h" typedef struct { double x,y; } DPOINT; //定义结构体

class Bezier //定义Bezier类 { private: DPOINT* bP; int m_maxIndex; void drawFrame(); void drawCurve(); void drawCurve(int p0,int p1,int p2,int p3); public: Bezier(DPOINT* p,int len); //定义构造函数 void draw(); }; Bezier::Bezier(DPOINT* p,int len) //构造函数的实现{ this ->bP=p; m_maxIndex=len-1; } void Bezier::draw() //通过公有函数调用私有函数{

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);

计算机图形学上机心得2

计算机图形学 上机心得 指导教师:何朝良 姓名:王奎 学号: 10260107

计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理和显示的科学。简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看,图形主要分为两类,一类是基于线条信息表示的,如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类是明暗图,也就是通常所说的真实感图形。经过30多年的发展,计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一,并得到广泛的应用。 在科技高度发展的今天,计算机在人们之中的作用越来越突出。而C语言作为一种计算机的语言,我们学习它,有助于我们更好的了解计算机,更好的学习计算机图形学。因此,C语言对我们计算机图形学的学习尤其重要,而我们也需要一定的C语言基础知识。 在这个学期里,我们班级的学生在计算机图形学老师何老师的带领下进行了计算机图形学的上机实践学习。在这之前,我们已经对C语言这门课程学习了一个学期,对其有了一定的了解和掌握,这对我们计算机图形的学习打下了良好的基础。但是,万事开头难,在计算机图形学的上机实践的过程中还是遇到了一些问题。 上机实验是学习计算机图形学必不可少的实践环节,上课学习到的知识都需要通过C语言编程做出程序来真正掌握它。对于计算机图形学的学习目的,可以概括为图形的表示、图形的生成、图形的处理和显示,这些都必须通过充分的实际上机操作才能完成。我们上机实验总共包括七个,每个实验之前老师都会给我们做详细的介绍,具体的操作步骤老师也给了一个参考书,这样的话,我们在上机过程中也省去了很多麻烦,节约了很多时间。因此,我们才有了充裕的时间来理解实验原理,并结合自己的想象力,编写出属于自己的程序。 学习计算机图形学除了课堂讲授以外,必须保证有不少于课堂讲授学时的上机时间。因为学时所限,课程安排在周四晚上统一上机实验,所以我们需要有效地利用上机实验的机会,尽快掌握理解计算机图形学的基础知识,为今后的继续学习打下一个良好的基础。课程上机实验的目的,不仅仅是验证教材和讲课的内

计算机图形学 直线的生成算法的实现

实验二 直线的生成算法的实现 班级 08信计2班 学号 59 姓名 分数 一、实验目的和要求 1.理解直线生成的基本原理。 2.掌握几种常用的直线生成算法。 3.利用Visual C++实现直线生成的DDA 算法。 二、实验内容 1.了解直线的生成原理,尤其是Bresenham 画线法原理。 2.掌握几种基本的直线生成算法:DDA 画线法、Bresenham 画线法、中点画线法。 3.利用Visual C++实现直线生成的DDA 算法,在屏幕上任意生成一条直线。 三、实验步骤 1.直线的生成原理: (1)DDA 画线法也称数值微分法,是一种增量算法。是一种基于直线的微分方程来生成直线的方法。 (2)中点画线法原理 以下均假定所画直线的斜率[0,1]k ∈,如果在x 方向上的增量为1,则y 方向上的增量只能在01 之间。中点画线法的基本原理是:假设在x 坐标为p x 的各像素点中,与直线最近者已经确定为(,)p p P x y ,用小实心圆表示。那么,下一个与直线最近的像素只能是正右方的1(1,)p p P x y +,或右上方的2(1,1)p p P x y ++,用小空心圆表示。以M 为1P 和2P 的中点,则M 的坐标为(1,0.5)p p x y ++。又假设Q 是理想直线与垂直线1p x x =+的交点。显然,若M 在Q 的下方,则2P 离直线近,应取2P 为下一像素点;若M 在Q 的上方,则1P 离直线近,应取1P 为下一像素点。 (3)B resenham 画线法原理 直线的中点Bresenham 算法的原理:每次在主位移方向上走一步,另一个方向上走不走步取决于中点偏差判别式的值。 给定理想直线的起点坐标为P0(x0,y0),终点坐标为P1(x1,y1),则直线的隐函数方程为: 0b kx y y)F(x,=--= (3-1) 构造中点偏差判别式d 。 b x k y y x F y x F d i i i i M M -+-+=++==)1(5.0)5.0,1(),(

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:

计算机图形学总结

1、图形学简介 1.1、解释计算机图形学中图形与图像两个概念的区别。 答:图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。即由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等;而图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的数字图像,是由像素点阵构成的位图。(百度知道) ·从广义上说,凡是能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。它包括人年说观察到的自然界的景物,用照相机等设别所获得的图片,用绘图工具绘制的工程图,各种人工美术绘画和用数学方法描述的图形等。 ·图形学中的图形一般是指由点、线、面、体等几何要素(geometric attribute)和明暗、灰度(亮度)、色彩等视觉要素(visual attribute)构成的,从现实世界中抽象出来的图或形。图形强调所表达对象的点、线、面、结构等几何要素。 ·而图像则只是指一个二维的像素集合,至于这个集合所构成的图案的意义、几何元素等,计算机并不知晓。可以一条直线作比方来说明。 1.2、解释“计算机图形学” 研究的主要内容。 答:是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。(百度百科) ·Modeling建模 构建三维模型的场景 ·Rendering 绘制(渲染) 渲染的三维模型,计算每个像素的颜色。颜色是有关照明,环境,对象材料等。 ·Animation动画 1.3、能列举计算机图形学的一些应用实例。 答:CAD工业制造仿真、电影特效合成、3D动画、3D游戏…… 2、Graphic Devices in Computer System 2.1、了解图形输出设备中“阴极射线管(CRT)”的主要工作原理。 答:显示屏、电子枪、和偏转控制装置三部分组成。当灯丝被加热时,电子枪阴极释放出电子,电子经过聚焦系统和加速系统后形成电子束,经过偏转控制装置时轨迹发生变化,打在显示屏磷粉涂层上发光。 ·Storing: 为每个象素设置一个电容维持一定的电压,使象素持续发光。 ·Refresh: 不断重复轰击像素,使其不断重复发光;由于人眼的视觉暂留效应,就会产生象素持续发光的印象。 2.2、解释“随机扫描显示器”与“光栅扫描显示器”的不同。 答:随机扫描显示器显示图形时,电子束的移动方式是随机的,电子束可以在任意方向上自由移动,按照显示命令用画线的方式绘出图形,因此也称矢量显示器。而光栅扫描显示器显示图形时,电子束依照固定的扫描线和规定的扫描顺序进行扫描。电子束先从荧光屏左上角开始,向右扫一条水平线,然后迅速地回扫到左边偏下一点的位置,再扫第二条水平线,照此固定的路径及顺序扫下去,直到最后一条水平线,即完成了整个屏幕的扫描。随机扫描显示器依靠显示文件对屏幕图形进行刷新;光栅扫描显示器则依靠帧缓存实现对屏幕图形的刷新。 ·随机扫描显示器(向量显示器):控制电路比较复杂,不适于显示非常复杂的图像,已基本被淘汰。 ·光栅扫描显示器:似乎很笨,但控制简单,可绘制任意复杂的图像,故远远优于vector display;出现以后迅速成为主流,并大大促进了图形学的发展(因其能够绘制任意复杂的图像)。也有采用隔行扫描的,即先扫描所有偶数行,再扫描所有奇数行。

实验四 自由曲线曲面算法实验(2)

实验四 自由曲线曲面算法实验 实验项目性质:设计性实验 所属课程名称:3D 游戏图形学 实验计划学时:3学时 一、 实验目的和要求 1. 了解自由曲线和曲面的生成原理; 2. 掌握并实现Bezier 曲线和B 样条曲线的生成算法; 3. 实现Bezier 曲面的生成算法。 二、 实验原理 1. Bezier 曲线是通过一组多边形折线的顶点来定义的。如果折线的顶点固定不变,则由其定义的Bezier 曲线是唯一的。在折线的各顶点中,只有第一点和最后一点在曲线上且作为曲线的起始处和终止处,其他的点用于控制曲线的形状及阶次。曲线的形状趋向于多边形折线的形状,要修改曲线,只要修改折线的各顶点就可以了。因此,多边形折线又称Bezier 曲线的控制多边形,其顶点称为控制点。 三次多项式,有四个控制点,如图1所示, 其数学表示如下: ,300.31 1.32 2.33 3.30 ()()()()()()i i i Q t PB t P B t PB t P B t P B t ===+++∑

32230123(1)3(1)3(1),[0,1]t P t t P t t P t P t =-+-+-+∈ (1) 其矩阵形式为 01322313313630()(1),[0,1]33001000P P Q t t t t t P P --????????-????=∈????-???????? (2) 2. B 样条曲线保留了Bezier 曲线的优点,对Bezier 曲线进行了拓广,用B 样条基代替Bernstein 基,克服了Bezier 曲线由于整体表示带来的不具备局部性质的缺点。B 样条曲线的数学定义为 0n k k,m k p(t)P B (t) ==∑ (3) 式中,(0,1 ,,)k P k n = 为n+1个控制点,由控制点顺序连成的折线称为B 样条控制多边形。m 是一个阶参数,可以取2到控制顶点个数n+1之间的任一整数,m-1是B 样条曲线的次数。参数t 的选取取决于B 样条结点矢量的选取。k,m B (t)是B 样条基函数, ()()k 1,1,,11,111 1 ()0 ()k k k k m k m k m k m k m k k m k t t t B t t t t t B t B t B t t t t t ++-+-+-++≤

计算机图形学 圆周算法的实现

《计算机图形学实验报告》样例 实验名称:圆周画法的实现 1.实验内容 1.画出圆心坐标为(75,90)和半径为50的红色圆周 2.画出圆心坐标为(‐40,‐80)和半径为60的蓝色圆周 2.程序的基本思路和功能 先用MFC构建界面外观,然后在相应位置分别用Bresenham和DDA编辑画圆的程序然后编译运行。 3.关键代码及说明 void Circle::circleMinPoint(CDC* pDC) { xCenter = (float)(400 + x); yCenter = (float)(300 - y); //绘制圆心 drawCenter(pDC); //r = 50; //设置颜色 color = RGB(red,green,blue); float m_x = 0; float m_y = r; float d = 1.25 - r; circlePoint(m_x,m_y,pDC);

while(m_x <= m_y){ if(d<=0){ d = d + 2 * m_x + 3; }else{ d = d + 2 * ( m_x - m_y ) + 5; m_y = m_y - 1; } m_x = m_x + 1; circlePoint(m_x,m_y,pDC); } } void Circle::circleBresenham(CDC* pDC) { //确认圆心坐标 xCenter = (float)(400 + x); yCenter = (float)(300 - y); //绘制圆心 drawCenter(pDC); //r = 50; //设置颜色 color = RGB(red,green,blue); float m_x = 0; float m_y = r;

计算机图形学常用算法及代码大全

2.1.1 生成直线的DDA算法 数值微分法即DDA法(Digital Differential Analyzer),是一种基于直线的微分方程来生成直线的方法。 一、直线DDA算法描述: 设(x1,y1)和(x2,y2)分别为所求直线的起点和终点坐标,由直线的微分方程得 可通过计算由x方向的增量△x引起y的改变来生成直线: 也可通过计算由y方向的增量△y引起x的改变来生成直线: 式(2-2)至(2-5)是递推的。 二、直线DDA算法思想: 选定x2-x1和y2-y1中较大者作为步进方向(假设x2-x1较大),取该方向上的增量为一个象素单位(△x=1),然后利用式(2-1)计算另一个方向的增量(△y=△x·m=m)。通过递推公式(2-2)至(2-5),把每次计算出的(x i+1,y i+1)经取整后送到显示器输出,则得到扫描转换后的直线。 之所以取x2-x1和y2-y1中较大者作为步进方向,是考虑沿着线段分布的象素应均匀,这在下图中可看出。 另外,算法实现中还应注意直线的生成方向,以决定Δx及Δy是取正值还是负值。 三、直线DDA算法实现: 1、已知直线的两端点坐标:(x1,y1),(x2,y2) 2、已知画线的颜色:color 3、计算两个方向的变化量:dx=x2-x1 dy=y2-y1 4、求出两个方向最大变化量的绝对值: steps=max(|dx|,|dy|) 5、计算两个方向的增量(考虑了生成方向): xin=dx/steps

yin=dy/steps 6、设置初始象素坐标:x=x1,y=y1 7、用循环实现直线的绘制: for(i=1;i<=steps;i++) { putpixel(x,y,color);/*在(x,y)处,以color色画点*/ x=x+xin; y=y+yin; } 五、直线DDA算法特点: 该算法简单,实现容易,但由于在循环中涉及实型数的运算,因此生成直线的速度较慢。 //@brief 浮点数转整数的宏 实现代码 #define FloatToInteger(fNum) ((fNum>0)?static_cast(fNum+0.5):static_cast(fNum-0.5)) /*! * @brief DDA画线函数 * * @param pDC [in]窗口DC * @param BeginPt [in]直线起点 * @param EndPt [in]直线终点 * @param LineCor [in]直线颜色 * @return 无 */ void CDrawMsg::DDA_DrawLine(CDC *pDC,CPoint &BeginPt,CPoint &EndPt,COLORREF LineCor) { l ong YDis = (EndPt.y - BeginPt.y); l ong XDis = (EndPt.x-BeginPt.x); l ong MaxStep = max(abs(XDis),abs(YDis)); // 步进的步数 f loat fXUnitLen = 1.0f; // X方向的单位步进 f loat fYUnitLen = 1.0f; // Y方向的单位步进

计算机图形学总结论文

计算机图形学总结 首先,感谢老师一个学期以来的教导,您的授课真的让我受益匪浅。您不仅教会了我们很多新颖的知识,还让我们对一些事情有了新的正确认识。 其次,通过一个学期的学习,经过老师细心的讲解,我对图形学这门课有了基础的认识,从您的课上我学到了不少知识,基本上对图形学有了一个大体的认识。上课的时候,您的PPT做的栩栩如生,创意新颖的FLASH就吸引了我的眼球,再加上您那详细生动的讲解,就让我对这门课产生了浓厚的兴趣,随着一节一节课的教学,您的讲课更加深深地吸引了我,并且随着对这门课越来越深入的了解更促使我产生了学好这门的欲望。您教会了我们怎们做基本知识,还教了我们不少的算法。听您的课可以说是听得津津有味。以下就是我对计算机图形学这门课的认识。 计算机图形学Computer Graphics简称CG是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法!计算机图形学主要研究两个问题:一个是如何在计算机中构造一个客观世界---几何(模型)的描述,创建和处理,一‘几何’一词统一表述之,二是如何将计算机中的虚拟世界用最形象的方式静态或动态的展示出来,几何的视觉再现,一‘绘制’一词统一表述之。由此可以说: 计算机图形学=几何+绘制 本课程让我了解了和掌握必要的图形学概念、方法和工具。智能CAD计算机美术与设计计算机动画艺术科学计算可视化。 一、图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看图形主要分为两类一类是基于线条信息表示的如工程图、等高线地图、曲面的线框图等另一类是明暗图也就是通常所说的真实感图形。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此必须建立图形所描述的场景的几何表示再用某种光照模型计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上图形学也把可以表示几何场景

计算机图形学实习报告

实习报告 实习名称:计算机图形学实习 班级: 学号: 姓名: 实习地点: 实习指导教师: 实习时间:年月日至月日

一、实习目的与意义 本次计算机图形学的实习分两部分,一部分是利用AutoCAD进行二维和三维模型的制作,另一部分是利用VC6.0进行编程实现对图形的简单操作。通过对AutoCAD的实习,熟悉该软件的基本功能及操作特点,掌握二维及三维图形的基本制作过程。通过对VC6.0的编程实习,理解图形的生成、图形的变换、图形的显示以及二维裁剪的基本思想,熟练掌握计算机图形学的基本原理和方法;熟练掌握计算机图形学算法的实现算法;学习和掌握图形系统的设计;学习用VC++编写计算机图形学程序;建立面向对象编程的基本概念。 二、实习主要内容 1、AutoCAD软件操作 (1)简单图形绘制 (2)图形的基本编辑命令操作 (3)标注文字及填充 (4)三维图形绘制 2.基于VC6.0下的计算机图形学程序编写 (1)图形的生成:画直线、画圆、画曲线、画字符 (2)图形的变换:平移、旋转、缩放、对称变换 (3)图形的显示:扫描线填充、边缘填充、种子填充 (4)图形的二维裁剪:CS裁剪、多边形裁剪、梁友栋裁剪、圆裁剪、中点分割法

三、实习的主要过程 第一部分 AutoCAD软件操作 AutoCAD软件可以处理很多问题,在机械制图,土木建筑等方面有着广泛的应用,我们在机房打开AutoCAD软件对其进行系统配置,然后进行具体操作。通过配置可以实现工具栏之类的快捷运用。 (1)简单图形绘制 实习开始的第一天,在老师的讲解以及演示下,我们了解了AutoCAD软件的基本使用方法,与此同时,我们跟着老师的操作也逐渐熟悉了该软件的一些基本操作方法。 从设置基本绘图环境开始,按照指导书上的指示,采用边完成简单图形边学习各种命令的方式,逐渐熟练掌握了AutoCAD的使用,熟练掌握了其基本绘图功能,如掌握了绘图命令POINT、LINE、CIRCLE、ARC、DONUT、RECTANGLE、POLYLINE的功能及操作;掌握了实体绘图命令键盘输入的方法;掌握了缩放命令(ZOOM)的使用方法等。 由于指导书的例子有详尽的操作过程,所以对以上功能的使用方法的掌握比较快。通过完成例子掌握了他们的使用方法,接着完成其他的练习达到了巩固的目的。 以下通过一些例子来说明对以上绘图功能的使用: 例一:基本环境设置 a:在命令中输入limits,确定相应的绘 图区域大小 b:在命令中输入zoom,选择A(全部), 让画布全部充满屏幕。

最新整理ppt中怎么画自由曲线

p p t中怎么画自由曲线 有时我们在做流程图或者栏目总览时候会用到自 由曲线,但是一些用户不知道怎么制作。具体方法是什么呢?下面就对这些问题探讨下,希望能对大家有点用吧。 p p t画自由曲线的方法 打开p p t,内容版式空白,自选图形线条直线。按住s h i f t键拖动鼠标画出一条水平线,右键点击线条,编辑顶点。 2右键点击左边的端点,选择角部顶点。 3这时出现了一条蓝色线条,蓝色线条的一段连接直线左边的端点,一段是黑色边框、内部白色的正方形为端点,鼠标单击该正方形不松手,向右下方向拖动。由于下面多次要说线条,我们这里说蓝色调节的线叫调节线,这里的线条是指原本我画的那个直线。 4同样,对线条右边的端点进行角度顶点编辑,如下图,左上方向拖动。我们得到一条曲线。 5下图中我们对调节线拖动,在我们没有松手的时候,存在着红色直点线,还有一条红色的曲点线。红色直点线表示这时我们松开鼠标后,调节线所要变化到的

位置,也就说是所蓝色的调节线将要被我们调节到此处,红色曲点线表示线条被我们所调节后的形状,当我们看到线条的效果满意时就可以松开鼠标。 6如下图,一样是在调节线条的左边端点,蓝色调节线向左水平拉伸,左边弧度的中心向左超越了线条的左端点,红色的调节线向右水平拉伸,红色的曲线表示了原本左边的弧度。 7换个方法来做一下,画一条直线,倾斜度跨垂直三个网格,如红色箭头所示,右键单击线条,编辑顶点,在红色圆圈内(也就是线条中心)右键添加顶点。 调节好弧度,这时应该注意到线条的两端,弧度不协调。 试着调整线条的端点,使它整体协调,尽量的把调节线缩短,并向着线条拖动。 选中线条,c t r l+d进行复制,多按几次。使用w p s 的朋友,c t r l+c复制,然后连续按c t r l+v。 我们先把白色正方形拖动到一条竖立的网格线上,松开鼠标,然后继续拖动该端点,沿着该网格线向下平滑,注意保证我们既没有向左偏离也没有向右偏移,我们看到左边弧度中心向下移动了,但是中心的水平位置

计算机图形学课程总结

计算机图形学报告 前言 计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。 其从狭义上是来说是一种研究基于物理定律、经验方法以及认知原理,使用各种数学算法处理二维或三维图形数据,生成可视数据表现的科学。广义上来看,计算机图形学不仅包含了从三维图形建模、绘制到动画的过程,同时也包括了对二维矢量图形以及图像视频融合处理的研究。由于计算机图形学在许多领域的成功运用,特别是在迅猛发展的动漫产业中,带来了可观的经济效益。另一方面,由于这些领域应用的推动,也给计算机图形学的发展提供了新的发展机遇与挑战。 计算机图形学的发展趋势包括以下几个方面: 1、与图形硬件的发展紧密结合,突破实时高真实感、高分辨率渲染的技术难点; 2、研究和谐自然的三维模型建模方法; 3、利用日益增长的计算性能,实现具有高度物理真实的动态仿真; 4、研究多种高精度数据获取与处理技术,增强图形技术的表现; 5、计算机图形学与图像视频处理技术的结合; 6、从追求绝对的真实感向追求与强调图形的表意性转变。 1、三维物体的表示 计算机图形学的核心技术之一就是三维造型三维物体种类繁多、千变万化,如树、花、云、石、水、砖、木板、橡胶、纸、大理石、钢、玻璃、塑料和布等等。因此,不存在描述具有上述各种不同物质所有特征的统一方法。为了用计算机生成景物的真实感图形,就需要研究能精确描述物体特征的表示方法。根据三维物体的特征,可将三维物体分为规则物体和非规则物体两类。

计算机图形学学习心得

《计算机图形学》学习报告 ● 东西方建筑中的理性 尽管东方“木构”的暂时性文化和西方“石砌”的永久性文化氛围造成了建筑形式风格的差异,但是它们都兼有理性和感性美。从柱式的英文“order ”一词,到中国古建筑等级制的基数开间,无不透露着匠人的理性思考;从古埃及绘画中为了将人的特征最大限度表现而作的头部侧面身体正面的绘画,到文艺复兴达芬奇创造的透视画法,一步步将人们引向更为理性的世界。 西方古典主义者强调构图中的主从关系,突出轴线、讲求配称;倡导理性,主张建筑的真实,反对表现感情和情绪。随之而来的比例、节奏、韵律、秩序美,是建筑区别于雕塑和绘画两大艺术的特点。 维特鲁威提出的建筑三原则:坚固、适用、美观,时时刻刻提醒着我们建筑是要被建造起来的,它是我们的“避难所”,需要理性的结构、缜密的分析和思考。时代在进步,建筑理论从勒杜克的结构理性主义发展到现在的解构主义,再也不是建筑形式适应结构的时代了,而是两者互为促进。 我们对建筑的理解不再是像路易斯康那样再去问砖想做什么,等待它做拱卷的回答。我们向大自然学习,卡拉特拉瓦创造了许多带有理性美的仿生建筑。当我们想进一步拓宽我们的思维时,我们还能向谁求助?计算机图形学为我们打开了理性思考的一扇窗。 ● 计算机图形学对理性建筑的贡献 半个多世纪以来,计算机技术得到了飞速的发展。它的进步不仅仅使世界变得更平,信息交流更便捷,在此平台上开发的各种绘图软件更是将建筑师从传统的手工渲染画图中解放出来,也解放了结构师的工作量。用了30年的时间,计算机的速度从K (310)到T (1210),而从T 到Z (2110),我们只用了10年时间。发展的速度是越来越快,我们设计方法和速度都得到了革新。这是这样一个数字化信息化的时代,才有弗兰克盖里建筑的夸张和扎哈哈迪德设计的新奇。 原来我们随手绘出的自由曲线,现在计算机都能帮我们算出是否有建造的可能,以及建筑性能也能在建造前得到分析。在创意上,计算机也能将我们模糊的概念无限发展,给它一个规则,它可能还你一个超乎想象的造型,在理性规则中生成感性而自由的建筑。 知其然,还应知其所以然,看着电视机的变薄,图像更加逼真,这变化的一切都建立在计算机图形学的架构下,了解了基础原理,才能更高效地做高质量的建筑设计。 ● 计算机图形学的理论知识 1.相关概念 计算机图形学是主要研究通过计算机处理用集合数据和数学模型所描述的图形的原理、算法和系统。包括图形的输入、存储、运算、转换、传送和输出。 数字化技术是泛指在某特定领域利用包括硬件、软件在内的计算机与电子技术以及数学或数字模型等描述的问题进行求解、模拟或分析活动的一切应用技术。 建筑数字化技术研究应用包括建筑的数字化设计和反映建筑的数字化特征在内的数字技术。 而建筑数字化技术的核心几何学科就是计算机图形学。

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