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得分：
计算机图形学期末考试答卷
姓名：
学号：
一、目标及任务
目标：
1、熟悉OpenGL编程
2、学会平面网格的绘制
3、掌握Opengl的光照和动画实现
任务一：
1、绘制如上图的一个绿色平面网格。网格x的世界坐标取值范围为[-16,16]，
y的世界坐标取值范围为[-16,16]。z取值始终为0。
2、该题所绘制的平面网格，用于
模拟地面，需将其整合到后面提高题中的场景中。
任务二：
1.构造三个球体对象，要求启用光照，对象的色彩可以自行发挥想象。
2.三个球体对象，最大的球体A，中间大球体B，最小的球体C。球体A静止不动，
球体B绕球体A旋转，球体C绕球体B旋转，同时也绕球体A旋转(球体C有点类似月球，
它绕地球旋转，同时也绕太阳旋转)。
二、开发环境
操作系统版本：win7
集成开发环境：visua C++ 6.0
三、总的技术思路、技术流程框架图及源代码
任务一：
主要用到的函数：
1、void gluLookAt(GLdoubleeyex,GLdoubleeyey,GLdoubleeyez,GLdoublecenterx,GLdoublece ntery,GLdoublecenterz,GLdoubleupx,GLdoubleupy,GLdoubleupz);
该函数定义一个视图矩阵，并与当前矩阵相乘。
第一组eyex, eyey,eyez 相机在世界坐标的位置
第二组centerx,centery,centerz 相机镜头对准的物体在世界坐标的位置
第三组upx,upy,upz 相机向上的方向在世界坐标中的方向
2、void glLineStipple( GLint factor, GLushort pattern );
参数pattern：是由1或0组成的16位序列，从这个模式的低位开始，一个一个像素
地进行处理，如果模型中对应的位是1，就绘制这个像素，否则不绘制。
factor：为重复因子，它与1和0的连续子序列相乘，如果模式中出现3个1，并且factor
是2，那么他们就扩展为6个连续的1.
3、glOrtho就是一个正射投影函数。它创建一个平行视景体。实际上这个函数的操作是创建一个正射投影矩阵，并且用这个矩阵乘以当前矩阵。其中近裁剪平面是一个矩形，矩形左下角点三维空间坐标是（left，bottom，-near），右上角点是（right，top，-near）；远裁剪平面也是一个矩形，左下角点空间坐标是（left，bottom，-far），右上角点是（right，top，-far）。所有的near和far值同时为正或同时为负。如果没有其他变换，正射投影的方向平行于Z轴，且视点朝向Z负轴。这意味着物体在视点前面时far和near都为负值，物体在视点后面时far和near都为正值。
主要用到的技术：
1、正射投影
正射投影，又叫平行投影。这种投影的视景体是一个矩形的平行管道，也就是一个长方体，如图所示。正射投影的最大一个特点是无论物体距离相机多远，投影后的物体大小尺寸不变。这种投影通常用在建筑蓝图绘制和计算机辅助设计等方面，这些行业要求投影后的物体尺寸及相互间的角度不变，以便施工或制造时物体比例大小正确。
2、模型视图变换
由于模型和视图的变换都通过矩阵运算来实现，在进行变换前，应先设置当前操作的矩阵为“模型视图矩阵”。设置的方法是以GL_MODELVIEW为参数调用glMatrixMode 函数。在代码中，视图变换必须出现在模型变换之前，但可以在绘图之前的任何时候执行投影变换和视口变换。
display()程序中绘图函数潜在的重复性强调了：在指定的视图变换之前，应该使glLoadIdentity()函数把当前矩阵设置为单位矩阵。
在载入单位矩阵之后，使用gluLookAt()函数指定视图变换。如果程序没有调用gluLookAt()，那么照相机会设定为一个默认的位置和方向。在默认的情况下，照相机位于原点，指向Z轴负方向，朝上向量为(0,1,0)。
一般而言，display()函数包括：视图变换+ 模型变换+ 绘制图形的函数(如glutWireCube())。display()会在窗口被移动或者原来先遮住这个窗口的东西被一开时，被重复调用，并经过适当变换，保证绘制的图形是按照希望的方式进行绘制。
在调用glFrustum()设置投影变换之前，在reshape()函数中有一些准备工作：视口变换+ 投影变换+ 模型视图变换。由于投影变换，视口变换共同决定了场景是如何映射到计算机的屏幕上的，而且它们都与屏幕的宽度，高度密切相关，因此应该放在reshape()中。reshape()会在窗口初次创建，移动或改变时被调用。
OpenGL中矩阵坐标之间的关系：物理坐标*模型视图矩阵*投影矩阵*透视除法*规范化设备坐标——〉窗口坐标
源代码：
#include
voidmyDisplay(){
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//刷新背景
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//对模型视景矩阵操作
glLoadIdentity(); //加载单位矩阵
gluLookAt(1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 5.0);//定义视图矩阵设置照相机位置
for(int i = -16; i < 16; i++){
for (int j = -16; j < 16; j++)
{
glBegin(GL_LINE_LOOP);//绘制线段
glVertex3f(i,j,0);
glVertex3f(i,j+1,0);
glVertex3f(i+1,j+1,0);
glVertex3f(i+1,j,0);
glEnd();
}
}
glFlush();
}
voidinit(){
glColor3f(1.0, 0.0, 1.0);//网格颜色
glLineStipple(3, 0xcccc);//定义点画模式
glMatrixMode(GL_PROJECTION);//投影矩阵
glLoadIdentity(); //加载单位矩阵
glOrtho(-24, 24, -24, 24, -24, 24);//设置修改空间范围}
void main(intargc, char ** argv){
glutInit(&argc, argv);
glutInitWindowPosition(0, 0);//初始位置
glutInitWindowSize(800, 800);
glutCreateWindow("lines");
glutDisplayFunc(myDisplay);
glEnable(GL_LINE_STIPPLE);//启用直线点画功能
init();
glutMainLoop();//循环绘图
}
运行效果图：
任务二：
主要技术：
1、动画的实现：动画的实现是通过不断修改旋转变换的角度来实现的。并且利用双缓冲技术，在存储器（很有可能是显存）中开辟两块区域，一块作为发送到显示器的数据，一块作为绘画的区域，在适当的时候交换它们，只要在绘制完成时简单的调用glutSwapBuffers函数把绘制好的信息用于屏幕显示就可以了。在每次调用显示回调函数之前改变角度参数的值，使天体看起来像在旋转。其中，angle1为地球绕太阳旋转的角度，angle2为月亮绕地球旋转的角度，月亮绕地球旋转速度是地球绕太阳旋转速度的12倍，设置angle1每次增加20.0f度，angle2每次增加2.0f度。
2、深度测试：深度测试决定了是否绘制较远的象素点（或较近的象素点），通常选用较近的，而较远优先能实现透视的效果。深度测试只需要调用函数：glEnable(GL_DEPTH_TEST);就可以打开深度测试功能。另外，在创建窗口时指定其具有深度缓冲区，深度缓存的位数是衡量深度缓存精度的参数。深度缓存位数越高，则精确度越高，在每次渲染场景时，消除深度缓冲区即可。
3、光照：简单的光照效果的，我们通过光照的层次，很容易的认为它是一个三维的物体
眼睛之所以看见各种物体，是因为光线直接或间接的从它们那里到达了眼睛。人类对于光线强弱的变化的反应，比对于颜色变化的反应来得灵敏。因此对于人类而言，光线很大程度上表现了物体的立体感。OpenGL在处理光照时采用这样一种近似：把光照系统分为三部分，分别是光源、材质和光照环境。光源就是光的来源，可以是前面所说的太阳或者电灯等。材质是指接受光照的各种物体的表面，由于物体如何反射光线只由物体表面决定（OpenGL中没有考虑光的折射），材质特点就决定了物体反射光线的特点。光照环境是指一些额外的参数，它们将影响最终的光照画面，比如一些光线经过多次反射后，已经无法分清它究竟是由哪个光源发出，这时，指定一个“环境亮度”参数，可以使最后形成的画面更接近于真实情况。对于光源发出的光线，可以分别设置其经过镜面反射和漫反射后的光线强度。对于被光线照射的材质，也可以分别设置光线经过镜面反射和漫反射后的光线强度。这些因素综合起来，就形成了最终的光照效果。根据光的反射定律，由光的入射方向和入射点的法线就可以得到光的出射方向。因此，对于指定的物体，在指定了光源后，即可计算出光的反射方向，进而计算出光照效果的画面。本作业中使用了2个光源，一个在太阳中心light0，照亮地球和月亮；另一个光源light1只照亮太阳，在画太阳之前打开，画完之后使用函数glDisable(GL_LIGHT1);关闭light1。
4、表面材质：材质与光源相似，也需要设置众多的属性。不同的是，光源是通过glLight*函数来设置的，而材质则是通过glMaterial*函数来设置的。glMaterial*函数有三个参数。第一个参数表示指定哪一面的属性。可以是GL_FRONT、GL_BACK或者
GL_FRONT_AND_BACK。分别表示设置“正面”“背面”的材质，或者两面同时设置。第二、第三个参数与glLight*函数的第二、三个参数作用类似。本作业中只用到了材质的发射光颜色，太阳、地球、月亮分别为红色、蓝色和黄色，如设置太阳
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_EMISSION,sun_emission);
技术流程图：
源代码：
#include
#include
void Initial()
{
GLfloat light0_diffuse[]={1.0f,0.5f,0.0f,1.0f};//light0中漫反射光分量
GLfloat light0_position[]={10.0f,20.0f,-150.0f,1.0f};//light0的坐标位置
GLfloat light0_direction[]={0.0f,0.0f,-1.0f};//light0的聚光灯方向角
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,light0_diffuse);//light0在太阳中心
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,light0_position);
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPOT_DIRECTION,light0_direction);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);// 启用深度测试
glEnable(GL_LIGHTING);// 启用光源
glEnable(GL_LIGHT0);// 使用0号光照
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);//启用颜色材质模式
glFrontFace(GL_CCW);// 指定逆时针绕法表示多边形正面
}
voidChangeSize(int w, int h)
{
if(h==0)h=1;
glViewport(0,0,w,h);// 设置视区尺寸
glMatrixMode(GL_PROJECTION);//指定当前操作投影矩阵堆栈
glLoadIdentity();//重置投影矩阵
gluPerspective(35.0,(float)w/(float)h,1.0,500.0);//指定透视投影的观察空间glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//投影矩阵
glLoadIdentity(); //加载单位矩阵
}
void Display(void)
{
static float angle1=0.0f,angle2=0.0f;
//angle1地球绕太阳旋转的角度，angle2月亮绕地球旋转的角度GLfloatsun_emission[]={0.6f,0.0f,0.0f,1.0f};//太阳颜色
GLfloatearth_emission[]={0.0f,0.0f,0.8f,1.0f};//地球颜色
GLfloatmoon_emission[]={0.98f,0.625f,0.12f,1.0f};//月亮颜色
GLfloat light1_diffuse[]={0.5f,0.8f,0.0f,1.0f};//光源light1中漫反射光分量
GLfloat light1_position[]={50.0f,100.0f,100.0f,1.0f};//光源light1的坐标位置GLfloat light1_direction[]={0.0f,0.0f,-1.0f};//光源light1的聚光灯方向角
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//清除颜色和深度缓冲区glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//指定当前操作模型视图矩阵堆栈glLoadIdentity();//重置模型视图矩阵
glTranslatef(0.0f,0.0f,-150.0f);//将图形沿z轴负向移动150.0f
//绘制太阳
glEnable(GL_LIGHT1);
glLightfv(GL_LIGHT1,GL_DIFFUSE,light1_diffuse);
glLightfv(GL_LIGHT1,GL_POSITION,light1_position);
glLightfv(GL_LIGHT1,GL_SPOT_DIRECTION,light1_direction); glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_EMISSION,sun_emission); glutSolidSphere(12.0f,30,30);//绘制太阳
glDisable(GL_LIGHT1);
//绘制地球
glPushMatrix();//保存当前的矩阵视图模型
glRotatef(angle1,0.0f,10.0f,1.0f);//旋转一定角度
glTranslatef(40.0f,0.0f,0.0f);//绕x轴正向移动40.0f
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_EMISSION,earth_emission); glutSolidSphere(6.0f,20,20);//绘制地球
//绘制月亮
glRotatef(angle2,0.0f,1.0f,0.0f);
glTranslatef(15.0f,0.0f,0.0f);//绕x轴方向移动15.0f
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_EMISSION,moon_emission); glutSolidSphere(3.0f,20,20);//绘制月亮
glPopMatrix();//恢复矩阵视图模型
angle1+=2.0f;//增加旋转步长，产生动画效果
if(angle1==360.0f)
angle1=0.0f;
angle2+=20.0f;
if(angle2==360.0f)
angle2=0.0f;
glutSwapBuffers();//双缓冲下使用该函数交换两个缓冲区的内容}
voidTimerFunc(int x)
{
glutPostRedisplay();//重绘图像
glutTimerFunc(100,TimerFunc,1);//定时
}
int main(intargc, char* argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
//设置图形显示模式为双缓冲，深度缓冲，建立RGB模式窗口glutInitWindowSize(640,480);
glutInitWindowPosition(400,200);
glutCreateWindow("太阳地球月亮");
glutReshapeFunc(ChangeSize);
glutDisplayFunc(Display);
glutTimerFunc(500,TimerFunc,1);
Initial();
glutMainLoop();
return 0;
}
运行效果图：
四、心得
在本学期的计算机图形学学习中，不仅让我学习到了很多图形学知识，期末的作业更培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。学习计算机图形学不能停留在学习它的程序语言，而是利用学到的知识编写C语言程序来验证自己的想法，深入理解图形生成的原理，解决实际问题。而且计算机图形学是依附在C 语言编程基础之上的，我们对图形生成算法的理解要通过C程序才能体现出来。通过本学期对计算机图形学这门课的学习，使我们巩固了一些关于C语言的知识，理解了我们计算机图形学的理论知识，这对我们将来到社会工作将会有莫大的帮助。同时它让我知道计算机图形的强大和瑰丽之处，虽然我们学的都是基本的生成算法，但是通过老师展示的几个计算机图形学高级程序，我们才了解到计算机图形学可以做出非常华丽的视觉效果，而且只要你努力，任何东西都不会太难。
最后，还是很庆幸能学到计算机图形学这样的一门课程，在学习本课程的同时，已经涉及了很多的学科，让我们更有能力成为全方位、多特色的新世纪人才。使我们的编程能力、思维能力都获得了提高。
计算机图形学第一次作业 计算机X班XXX 1XXX010XXX 1.你是否想用图形学的有关知识去解决一两个实际问题？你想解决的问题是什么？考虑如何解决？ 答：我希望可以解决的有设计汽车外壳和制作动画。 解决方法：（1）汽车外壳 使用3D MAX/AutoCAD软件进行设计。 （2）制作动画 利用动画制作软件（3D MAX）在计算机上制作动画 2.某彩色图形显示系统，CRT显示器的分辨率为1024×1024，它可以从2^17次方种颜色中选择出2^15次方来显示，其帧缓冲器的容量应该如何计算？查色表的长度和宽度应为多少？ 解：16b==2B 因为分辨率为1024x1024 所以1024*1024*2B=2MB 3.采用Bresenham画线算法，绘出起点（1，3），终点为（9，18）的直线段。 解： void DrawBresenhamline(int x0, int y0, int x1, int y1) { int dx = x1 - x0；//x偏移量 int dy = y1 - y0；//y偏移量 int ux = dx >0 ?1:-1;//x伸展方向 int uy = dx >0 ?1:-1;//y伸展方向 int dx2 = dx <<1;//x偏移量乘2 int dy2 = dy <<1;//y偏移量乘2 if(abs(dx)>abs(dy)) {//以x为增量方向计算 int e = -dx; //e = -0.5 * 2 * dx,把e 用2 * dx* e替换 int x = x0；//起点x坐标 int y = y0;//起点y坐标 for (x = x0; x < x1;x+=ux) { printf ("%d,%d\n",x, y); e=e + dy2;//来自2*e*dx= 2*e*dx + 2dy （原来是e = e + k） if (e > 0)//e是整数且大于0时表示要取右上的点（否则是右下的点） { y += uy; e= e - dx2;//2*e*dx = 2*e*dx - 2*dx (原来是e = e -1) } } } else {//以y为增量方向计算
《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; } 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。 计算机图形学发展综述 报告 专业 班级 学生 学号 计算机图形学发展综述 一、计算机图形学历史 1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风I（Whirlwind I）计算机的附件诞生了。该显示器用一个类似于示波器的阴极射线管（CRT）来显示一些简单的图形。1958年美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪。在整个50年代，只有电子管计算机，用机器语言编程，主要应用于科学计算，为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期，并称之为：“被动式”图形学。到50年代末期，MIT的林肯实验室在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御体系，第一次使用了具有指挥和控制功能的CRT显示器，操作者可以用笔在屏幕上指出被确定的目标。与此同时，类似的技术在设计和生产过程中也陆续得到了应用，它预示着交互式计算机图形学的诞生。 1962年，MIT林肯实验室的Ivan E.Sutherland 发表了一篇题“Sketchpad：一个人机交互通信的图形系统”的博士论文，他在论文中首次使用了计算机图形学Computer Graphics”这个术语，证明了交互计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域，从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。他在论文中所提出的一些基本概念和技术,如交互技术、分层存储符号的数据结构等至今还在广为应用。1964年MIT的教授Steven A. Coons提出了被后人称为超限插值的新思想，通过插值四条任意的边界曲线来构造曲面。同在60年代早期，法国雷诺汽车公司的工程师Pierre Bézier发展了一套被后人称为Bézier曲线、曲面的理论，成功地用于几何外形设计，并开发了用于汽车外形设计的 计算机图形学作业I 一．判断题 1．齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点；（×） 2．若要对某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点，在新的坐标系下做比例或旋转变换，然后在将原点平移回去；（√） 3. 相似变换是刚体变换加上等比缩放变换；（√） 4. 保距变换是刚体变换加上镜面反射；（√） 5. 射影变换保持直线性，但不保持平行性。（√） 二、填空题 1.透视投影的视见体为截头四棱锥形状；平行投影的视见体为长方体形状。 2.字符的图形表示可以分为矢量表示和点阵表示两种形式。 3.仿射变换保持直线的平行性 4.刚体变换保持长度 5.保角变换保持向量的角度 三、单项选择题 1. 分辨率为1024×1024的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存？（ D） A. 512KB； B. 1MB； C. 2MB； D. 3MB ; 2. 在透视投影中，主灭点的最多个数是（ C ） A 1; B 2; C 3; D 4 3. 以下关于图形变换的论述不正确的是（ B ） A. 平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置； B. 拓扑关系不变的几何变换不改变图形的连接关系和平行关系； C.旋转变换后各图形部分间的线性关系和角度关系不变，变换后直线的长度不变 D.错切变换虽然可引起图形角度的改变，但不会发生图形畸变； 4. 使用下列二维图形变换矩阵：将产生变换的结果为（ D ） A. 图形放大2倍； B. 图形放大2倍，同时沿X、Y1个绘图单位； C.沿X坐标轴方向各移动2个绘图单位； D.沿X坐标轴方向放大2倍，同时沿X、Y坐标轴方向各平移1个绘图单位。 5. 下列有关投影的叙述语句中，正确的论述为（B ） A. 透视投影具有近小远大的特点； B. 平行投影的投影中心到投影面距离是无限的； C. 透视投影变换中，一组平行于投影面的线的投影产生一个灭点； T = 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)) 计算机图形学期末考试 试卷D卷 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58- 计算机图形学期末考试试卷（D 卷 ） 一、 填空题（每空1分，共10分） 1. 图形的表示方法有两种： 和 。 2. 目前常用的两个事实图形软件标准是OpenGL 和 。 3. 多边形有两种表示方法： 和点阵表示法。 4. 二维图形基本几何变换包括平移、 、 等变换。 5. 投影可以分为 投影和 投影。 6. 描述一个物体需要描述其几何信息和 。 7. 在Z 缓冲器消隐算法中Z 缓冲器每个单元存储的信息是每一个像素点 的 。 二、 判断题（每小题1分，共10分，对的画√，错的画×） 1. 由三个顶点可以决定一段二次B 样条曲线，若三顶点共线时则所得到的 曲线褪化为一条直线段。（ ） 2. DDA （微分方程法）是Bresenham 算法的改进。（ ） 3. 插值得到的函数严格经过所给定的数据点，逼近是在某种意义上的最佳 近似。（ ） 4. 齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点。 （ ） 5. 若相对于某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点， 在新的坐标系下做比例或者旋转变换，然后将原点平移回去。（ ） 6. Phong 算法的计算量要比Gouraud 算法小得多。 （ ） 7. 将某二维图形整体放大2倍，其变换矩阵可写为?? ?? ? ?????200010001。（ ） 8. 在种子填充算法中所提到的八连通区域算法同时可填充四连通区域。 （ ） 9. 边缘填充算法中是将扫描线与多边形交点左方的所有像素取补。（ ） 计算机科学与通信工程学院 实验报告 课程计算机图形学 实验题目曲线拟合 学生姓名 学号 专业班级 指导教师 日期 成绩评定表 曲线拟合 1. 实验内容 1. 绘制三次Bezier曲线 （1）给定四个已知点P1—P4，以此作为控制顶点绘制一段三次Bezier曲线。 （2）给定四个已知点P1—P4，以此作为曲线上的点绘制一段三次Bezier曲线。 2. 绘制三次B样条曲线 给定六个已知点P1—P6，以此作为控制顶点绘制一条三次B样条曲线。 2. 实验环境 软硬件运行环境：Windows XP 开发工具：visual studio 2008 3. 问题分析 1. 绘制三次Bezier曲线 Bezier曲线是用N+1个顶点（控制点）所构成的N根折线来定义一根N阶曲线。本次实验中的三次Bezier曲线有4个顶点，设它们分别为P0，P1，P2，P3，那么对于曲线上各个点Pi（x,y）满足下列关系： P(t)=[(-P0+3P1-3P2+3P3)t3+(3P0-6P1+3P2)t2+(-3P0+3P2)t+(P0+4P1+P2)]/6 X(t)=[(-X0+3X1-3X2+3X3)t3+(3X0-6X1+3X2)t2+(-3X0+3X2)t+(X0+4X1+X2)]/6 Y(t)=[(-Y0+3Y1-3Y2+3Y3)t3+(3Y0-6Y1+3Y2)t2+(-3Y0+3Y2)t+(Y0+4Y1+Y2)]/6 其中P0、P1、P2、P3为四个已知的点，坐标分别为(X0、Y0)、(X1、Y1)、(X1、Y2) 、(X3、Y3)。所以只要确定控制点的坐标，该曲线可通过编程即可绘制出来。 2. 绘制三次B样条曲线 三次B样条函数绘制曲线的光滑连接条件为：对于6个顶点，取P1、P2、P3、P4 4个顶点绘制在第一段三次样条曲线，再取P2、P3、P4、P5 这4个顶点绘制在第二段三次样条曲线，总计可绘制3段光滑连接的三次样条曲线。 4. 算法设计 程序框架 //DiamondView.h class CDiamondView : public CView { …… 计算机图形学作业 I 一．判断题 1．齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点；（×） 2．若要对某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点，在新的坐标系下做比例或旋转变换，然后在将原点平移回去；（√） 3. 相似变换是刚体变换加上等比缩放变换；（√） 4. 保距变换是刚体变换加上镜面反射；（√） 5. 射影变换保持直线性，但不保持平行性。（√） 二、填空题 1.透视投影的视见体为截头四棱锥形状；平行投影的视见体为长方体形状。 2.字符的图形表示可以分为矢量表示和点阵表示两种形式。 3.仿射变换保持直线的平行性 4.刚体变换保持长度 5.保角变换保持向量的角度 三、单项选择题 1. 分辨率为1024×1024的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存？（ D） A. 512KB； B. 1MB； C. 2MB； D. 3MB ; 2. 在透视投影中，主灭点的最多个数是（ C ） A 1; B 2; C 3; D 4 3. 以下关于图形变换的论述不正确的是（ B ） A. 平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置； B. 拓扑关系不变的几何变换不改变图形的连接关系和平行关系； C.旋转变换后各图形部分间的线性关系和角度关系不变，变换后直线的长度不变 D.错切变换虽然可引起图形角度的改变，但不会发生图形畸变； 4. 使用下列二维图形变换矩阵：将产生变换的结果为（ D ） A. 图形放大2倍； B. 图形放大2倍，同时沿X、Y1个绘图单位； C.沿X坐标轴方向各移动2个绘图单位； D.沿X坐标轴方向放大2倍，同时沿X、Y坐标轴方向各平移1个绘图单位。 5. 下列有关投影的叙述语句中，正确的论述为（B ） A. 透视投影具有近小远大的特点； B. 平行投影的投影中心到投影面距离是无限的； C. 透视投影变换中，一组平行于投影面的线的投影产生一个灭点； T = 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 一、单项选择题 1. 计算机图形显示器一般使用什么颜色模型？(B) A)RGB；B) CMY；C) H SV ；D) HLS 2. 哪一个不是国际标准化组织( ISO)批准的图形标准？(D) A)GKS；B) PHIGS；C) C GM ；D) DXF 3.下述用数值微分法(DDA画斜率的绝对值小于1的直线的C语言子程序中哪一行有错？ (A) Void drawLineWithDDA(int x1, int y1, int x2, int y2, int color) { A) int x, y; B ) float k = (float)(y2-y1)(x2-x1); C ) for(x=x1,y=y1;x<=x2;x++) { drawPixel(x,y,color); } D ) y+=k; } } 4. 下述绕坐标原点旋转a 角的坐标变换矩阵中哪一项是错误的?(B) | A B | | C D | A) cos a; B)sin a; C)sin a; D)cos a 5. 下述哪一条边不是非均匀有理B样条(NURBS的优点？(D) B）对于间距不等的数据点，用NURBS以合的曲线比用均匀B样条拟合的曲线更光滑 C）NURB醍供的权控制方法比用控制点更能有效的控制曲线的形状 D）使用NURB呦以提高对曲面的显示效率 A) NURBSL均匀B样条能表示更多的曲面 6. 透视投影中主灭点最多可以有几个？（D） A）0; B）1; C）2; D）3 7. 在用扫描线法进行点与多边形之间的包含性检测时，下述哪一个操作不正确?（D） A）当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时，计数0次 B）当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时，计数2次 C）当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的两侧时，计数1次 D）当射线与多边形的某边重合时，计数1次 &在简单光反射模型中，由物体表面上点反射到视点的光强下述哪几项之和？（C）（1）环境光的反射光强；（2）理想漫反射光强；（3）镜面反射光强；（4）物体间的反射光强。 A（1）和（2） B）（1）和（3） C）（1）（2）和（3） D）（1）（2 ）（3 ）和（4 ） 9. 下面关于NURBS的论述，哪个是错误的？ （ B） A. 可通过控制顶点和权因子来改变形状； B. 仅具有仿射不变性，但不具有透射不变性； C. 非有理B样条、有理及非有理Bezier曲线、曲面是NURBS的特例； D. 可表示标准解析形状和自由曲线、曲面； 10. 下述关于Bezier 曲线P1（t）, P2（t）t [0,1]的论述，哪个是错误的？（） A. P1（1）= P2（0） = P,在P处P1（1）, P2（0）的切矢量方向相同，大小相等， 则 P1（t）, P2（t）在P处具有G1连续； 中南大学 计算机图形学 实验报告 学生姓名谭淼 学号23 专业班级应数1102班 指导老师刘圣军 数学与统计学院 2013年12月 实验目的：设计并实现一个简单动画（二维或三维）。熟悉并应用画线的基本算法—Bresenham算法。 实验过程： 1、实验步骤： （1）打开Visual Studio 2010,新建一个MFC项目，取名为tuxingxue，设置为单文档。 （2）打开类视图，添加一个名为Cline2D的类，在该类中添加BresenhamLine(CDC* pDC, int xa,float ya,int xb,float yb) DrawPixel(CDC* pDC, int x, float y, unsigned int color, int size); BresenhamLine1(CDC* pDC, int xa,float ya,int xb,float yb); BresenhamLine2(CDC* pDC, int xa,float ya,int xb,float yb); BresenhamLine3(CDC* pDC, int xa,float ya,int xb,float yb); BresenhamLine4(CDC* pDC, int xa,float ya,int xb,float yb); 以上函数的返回值类型均为void型。在中，分别在其中添加代码实现画线的功能，具体代码见附录中的源代码。 （3）画出基本图形。在中定义CLine2D 的一个对象为line1，以便调用CLine2D中的函数，此时在调用的函数中赋初始值即可画出最基本的图形，即为一颗大五角星以及三颗小的五角星。 （4）让画出的五角星动起来。从类视图中CtuxingxueView下添加名为OnTimer的消息处理函数，在中添加bool型变量m_flag，在OnTimer函数下添加代码，具体代码见附录。在添加变量int m_x1、int m_y1、int m_x2、int m_y2、int m_x3、int m_y3、int m_x4、int m_y4、int m_x5、int m_y5、int m_x6、int m_y6、int m_x7、int m_y7、int m_x8、int m_y8、int m_x9、int m_y9、int m_x10、int m_y10、 int m_x11、int m_y11、int m_x12、int m_y12。在中为这些变量赋初始值，将第三步中函数赋的初值用这些变量代替，这样变量的值可以改变，在资源视图中menu下IDR_MAINFRAME中添加名为绘图的菜单项，在绘图下添加名为运行的选项，其ID号为ID_run，添加事件处理程序，函数处理程序名称为Onrun，将其类选为C tuxingxueView，此时，在Onrun中添加代码，再运行就可以让图形动起来了。 2、实验中遇到的问题及处理方法 计算机图形学作业题 1. 计算机中由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数，线段的端点坐标等)加属性参数(颜色、线型等)来表示图形称图形的参数表示；枚举出图形中所有的点称图形的点阵表示，简称为图像（数字图像） 2. 什么是计算机图形学？计算机图形学有哪些研究内容? 3. 计算机图形学有哪些应用领域? 4. 计算机图形学有哪些相关学科分支？它们的相互关系是怎样的? 5. 图形系统的软件系统由哪些软件组成？举例说明。 6. 了解计算机图形系统的硬件。 7. 什么是显示器的分辨率、纵横比、刷新率？ 8. 什么是像素、分辨率、颜色数？分辨率、颜色数与显存的关系？ 分辨率M ?N 、颜色个数K 与显存大小V 的关系： 例：分辨率为1024像素/行?768行/ 帧，每像素24位（bit ）颜色（224种颜色）的显示器，所需的显存为：1024?768?24位（bit ）=1024?768?24/8=2359296字节（byte ）。或：每像素16777216种颜色（24位真彩色），1024?768的分辨率，所需显存为：1024?768?log 216777216位显存=2359296字节显存。 9. 什么是图元的生成？分别列举两种直线和圆扫描转换算法。 10. OpenGL 由核心库GL(Graphics Library)和实用函数库GLU(Graphics Library Utilities)两个库组成。 11. 区域填充算法要求区域是连通的，因为只有在连通区域中，才可能将种子点的颜色扩展到区域内的其它点。 区域可分为 向连通区域和 向连通区域。区域填充算法有 填充算法和 填充算法。 12. 字符生成有哪两种方式？ 点阵式（bitmap fonts 点阵字——raster 光栅方法）：采用逐位映射的方式得到字符的点阵和编码——字模位点阵。 笔画式（outline fonts 笔画字——stroke 方法）：将字符笔画分解为线段，以线段端点坐标为字符字模的编码。 13. 图形信息包含图形的 和 。 14. 什么是图形变换？图形变换只改变图形的 不改变图形的 。图形变换包括 和 （ ）。 15. 熟练掌握二维图形的齐次坐标表示、平移、比例、旋转、对称变换以及复合变换的方法和原则。 16. 图形的几何变换包括 、 、 、 、 ；图形连续作一次以上的几何变换称 变换。 17. 试写出图示多边形绕点A(xo,yo)旋转的变换矩阵。要求写出求解过程及结果。 18. 试写出针对固定参考点、任意方向的比例变换矩阵。 19. 试写出对任意直线y=mx+b 的对称变换矩阵。 20. 什么是窗口？什么是视区？什么是观察变换？ 21. 简述二维观察变换的流程。 22. 试述窗口到视区的变换步骤，并推出变换矩阵。 ??—（位） —K N M V 2log ??≥ 最新计算机图形学期末考试试卷 一、判断题（本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分） 1. 计算机图形生成的基本单位是线段. ( F ) 2. 构成图形的要素除了点、线、面、体等几何要素外，还应该包括灰度、色彩、线型、 线宽等非几何要素. ( N ) 3. 在齐次坐标系中，若用矩阵来表示各种运算，则比例和旋转变换是矩阵F 乘法运算， 而平移变换是矩阵加法运算. ( F ) 4. Z-Buffer 消隐算法有利于硬件实现，并且不需要排序. ( N ) 5. 二次Bezier 曲线和二次B 样条曲线都通过控制多边形的首末端点. ( F ) 6. 一个向量的齐次坐标的表示形式是唯一的. ( F ) 7. 计算机图形技术是随着图形硬件设备的发展而发展起来的. ( N ) 8. Phong 算法的计算量要比Gouraud 算法小得多. ( F ) 9. 将某二维图形整体放大2倍，其变换矩阵可写为. ( F ) 10. 图形软件标准是为提高图形软件的易用性而提出的. ( F ) 二、填空题（本大题共 10 空，每空 1 分，共 10 分） 1. 在多边形填充过程中，常采用、 左闭右开 和 下闭上开 的原则 对边界像素进行处理. 2. 基本几何变换指 平移 、 比例 和 旋转 三种变换. 3. 屏幕上最小的发光单元叫作 像素 ，它的多少叫做 分辨率 . 4. ISO 批准的第一个图形软件标准是 GKS ，进入20世纪90年代后，存 在的事实上的图形软件标准主要是 OpenGL 和 Direct x . ?? ?? ? ?????200010001 5.图形的表示方法有两种：参数法和点阵法. 6.多边形的表示方法有顶点表示法和点阵表示法两种. 7.计算机三维模型的描述有线框模型、表面模型和实体 模型. 8.颜色包含3个要素：色调、饱和度和亮度 . 三、简答题（本大题共5 小题，每小题5 分，共25 分） 1．计算机图形学研究的主要内容是什么？ 2．什么是齐次坐标？齐次空间点 P(X、Y、W) 对应的笛卡尔坐标是什么？ 3．帧缓存的容量与什么有关？假定一个光栅扫描系统，分辨率800×600，要求可显示颜色256种，请问帧缓存的容量需要多少字节？ 4．什么是走样？什么是反走样?常用的反走样技术有哪些？ 5．简单光照模型的反射光由哪几部分组成，光照计算时有哪两种明暗处理技术? 数字媒体技术专业 计算机图形学课程设计报告 院系：印包学院 专业班级：媒体121 学生学号： 3120342001 学生姓名：孔祥倩 指导教师：吴学毅 2014年秋季学期 目录 一.课程设计的目的 (2) 二.课程系统描述实现及步骤 (2) 三.设计内容 (3) 四.源程序代码 (4) 五.总结 (19) 六.参考文献 (20) 七.附录 (20) 一、课程设计的目的 OpenGL即开放性图形库，它是一种高性能的开放式且功能强大的3D图形库，具有几百个指令和函数。本文讨论了两种将常见三维模型转入OpenGL 中实现交互的方法，首先对文件进行分析，然后给出转化的思路。从而将三维建模软件产生的三维模型移植到三维场景中，实现仿真. 本课程主要内容包括计算机图形学的研究内容、发展与应用，图形输入输出设备，图形显示原理，图形软件标准，基本图形生成算法，图形几何变换与裁剪，自由曲线和曲面三维实体造型，分形几何造型，分形艺术，隐藏面消除，光照模型，颜色模型，光线跟踪，纹理细节模拟，常用的计算机动画技术和软件等。在学期期末时按课程要求进行运动，提高学生对计算机图形学知识的了解与运用技巧同时通过此次课程设计提高动手实践能力与学习分析能力这就是本次的课 OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”即“开放的图形程序接口”，因为其良好的可移植性和跨平台性，已逐渐成为高性能图形开发和交互式视景仿真的国际图形标准。它是一种高性能的开放式且功能强大的3D图形库，具有几百个指令和函数。使用这些指令和函数可以构造出高质量的静止物体模型和动态图像，并且可以实现对模型的实时交互操作过程。但是OpenGL中并没有提供建模的高级命令，其实现过程也是通过基本的几何图元点、线和多边形来建立三维立体模型的，过程比较繁琐，编程量较大。 二.课程系统描述实现及步骤 此次课程设计的课题为利用VC++6.0和插件OPENGL制作三维模型。本设计主要通过建立MFC工程，在工程里建立一个三维模型，来建立一个动态的三维模型。设计一个小院子，其中有房子，树木，桌凳，月亮的一系列景物。运行程序，实现在这个小院子中的漫游。 主要步骤如下： 1：工程的建立 2：三维模型的建立和映射 3：三维模型的运动 一：工程的建立 1:系统配置。先对机子安装VC++6.0.在建立工程前，本实验需要添加OPENGL插件，故需要在Windows环境下安装GLUT 步骤如下： 1、将下载的压缩包解开，将得到5个文件 2、在“我的电脑”中搜索“gl.h”，并找到其所在文件夹（如果是VisualStudio2005，则应该是其安装目录下面的“VC\PlatformSDK\include\gl文件夹”）。把解压得到的glut.h放到这个文件夹。 3、把解压得到的glut.lib和glut32.lib放到静态函数库所在文件夹（如果是VisualStudio2005，则应该是其安装目录下面的“VC\lib”文件夹）。 4、把解压得到的glut.dll和glut32.dll放到操作系统目录下面的system32文件夹内。（典型的位置为：C:\Windows\System32）然后建立 1、已知一直线段起点（0，0），终点（8，6），利用Bresenham算法生成此直线段，写出 生成过程中坐标点及决策变量d的变化情况，并在二维坐标系中，标出直线上各点。 2、试用中点画圆算法原理推导第一象限中y=0到x=y半径为R的圆弧段的扫描转换算法。（要求写清原理、误差函数和递推公式，并进行优化） 3、如下图所示多边形，若采用扫描线算法进行填充，试写出该多边形的ET表和当扫描线Y=3时的有效边表（AET表）。 4、试按左下右上顺序用四向算法，分析当S1为种子时，下图区域的填充过程。 5、将下图中的多边形ABCD先关于点C(3,4)整体放大2倍，再绕点D（5，3）顺时针旋转90 ，试推导其变换矩阵、计算变换后的图形各顶点的坐标，并画出变换后的图形。 6、已知三角形ABC 各顶点的坐标A(3,2)、B(5,5)、C(4,5)，相对直线P 1P 2(线段的坐标分别为：P 1 (-3,-2) 、P 2 (8,3) )做对称变换后到达A ’、B ’、C ’。 试计算A ’、B ’、C ’的坐标值。（要求用齐次坐标进行变换，列出变换矩阵，列出计算式子，不要求计算结果） 7、试作出下图中三维形体ABCDE 的三视图。要求写清变换过程，并画出生成的三视图。 x 8、试采用Sutherland –Cohen 裁剪算法，叙述裁剪如下图所示的直线AB 和CD 的步骤: ① 写出端点A 、B 、C 、D 的编码； ② 写出裁剪原理和直线AB 、CD 的裁剪过程。 A B C D 9 、用梁友栋算法裁减如下图线段AB ，A 、B 点的坐标分别为（3,3）、(-2,-1) 裁剪窗口为wxl=0，wxr=2，wyb=0，wyt=2。 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; 期末复习题 一．填空题 1.X扫描线算法中，每次用一条扫描线进行填充，对一条扫描线填充的过程可分为4个步骤：求交、排序、交点配对、区域填色。 2.一组型值点来指定曲线曲面的形状时，形状完全通过给定的型值点列，用该方法得到的曲线曲面称为曲线曲面的拟和，而用控制点列来指定曲线曲面 的形状时，得到的曲线曲面不一定通过控制点列，该方法称为曲线曲面 的逼近。 3.在中点画线算法中（假设直线的斜率0 第三次实验 1. 实验目的 实现用 Phong 光照明模型显示网格模型(*.smf)。分别实现不使用/使用增量式光强/法 向插值算法，比较三种不同的显示效果和效率。 Phong模型中各参数可调，观察它们的作用。 与用户的交互方式为图形用户界面，操作简单，界面友好。 2. 算法描述 2.1. 基于扫描线算法的Phong 模型实现 上一次大作业中我没有完成扫描线 ZBuffer 算法，使得程序的效率很低，这次作业考虑 到各种计算对时间的消耗会更大，所以我首先完成了扫描线算法再进行这次作业代码的编写。 对扫描线Z-Buffer算法这里不作详细描述，主要介绍 Phong模型的实现。基于扫描线算 法的 Phong 模型实现是非常方便的，因为最基本的 Phong 模型中每个面的颜色是法向量的 函数，因此每个面的颜色是相同的，这样在扫描线算法之前我首先初始化了一个数组，将各 个面的颜色根据用户提供的参数以及 Phong 模型公式计算出来保存在这个数组里，每一项 对应一个面，这样在具体扫描线算法的执行过程中每一个点颜色的获取 都仅仅是对数组的读 取操作，是O(1)的复杂度，不会消耗太多时间。 算法如下： 1.对物体表面上的每个点P，均需计算光线L的反射方向R， R=2N(N·L)-L。 为了减少计算量，假设： 2.光源在无穷远处，L为常向量 3.视点在无穷远处，V为常向量 4.用(H?N)近似(R?V)，H为L与V的平分向量 5.Phong光照明模型的RGB颜色模型形式 2.2. 双线性光强差值算法 考虑到双线性光强差值算法的核心思想是由顶点的光强插值计算各边的光强，然后由各 边的光强插值计算出多边形内部点的光强，结合之前实现的扫描线ZBuffer 算法，我使用了 增量的方式实现这个算法，也就是将它和扫描线算法结合起来，在扫描线算法每个面的边表 中多加几个个域来表示当前的光强、光强在X 方向的单位增量和光强在 Y 方向的单位增量， 这样在扫描到每个点的时候就可以根据前一个点的光强以及光强增量获得该点的光强，另外 在扫描线改变的时候光强也需要根据Y方向的增量来进行相应的修改。计算机图形学基础期末考试试题
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