图形学复习提纲
2010.10.10
第1章引言
1.1 计算机图形学及其相关概念
?计算机图形学（Computer Graphics）
计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
IEEE定义：Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer.
?计算机图形学的研究对象——图形
通常意义下的图形：
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。
两类图形要素：
1.几何要素：点，线，面，体等；
2.非几何要素：明暗，灰度，色彩等
计算机图形学中所研究的图形：
从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。
?图形的两种表示方法：
点阵法是用具有颜色信息的点阵来表示图形的一种方法，它强调图形由哪些点组成，并具有什么灰度或色彩。
参数法是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。
通常把参数法描述的图形叫做图形（Graphics）
把点阵法描述的图形叫做图象（Image）
1.4 计算机图形系统
1.4.2 计算机图形系统的结构
课后作业：
习题一（p19）
1.1 名词解释：图形、图象、点阵法、参数法。
1.2 图形包括哪两方面的要素，在计算机中如何表示它们？
1.3 什么叫计算机图形学？分析计算机图形学、数字图象处理和计算机视觉学科间
的关系。
1.7 一个交互性计算机图形系统必须具有哪几种功能？其结构如何？
第2章图形设备
?计算机图形系统包含哪些外部设备？
图形输入设备：概念、特点
图形显示设备：概念、结构原理、工作方式、特点
图形绘制设备：概念、特点
课后作业：
习题二（p63）
2.2. PC图形显示卡主要有哪几种？
2.4. 试列举出你所知道的图形输入与输出设备。
2.5. 说明三维输入设备的种类以及应用范围。
2.6. 阴极射线管由哪几部分组成？它们的功能分别是什么？
2.16. 什么是象素点？什么是显示器的分辨率？
第3章交互式技术
?如何设计一个好的用户接口
?为什么要定义逻辑输入设备
?交互式绘图技术有哪些？
设备的评价三个层次：
⒈设备层: 硬件性能最优化
⒉任务层：单任务：选择最佳的交互设备
⒊对话层：多任务：比较优劣
3.2.2 输入模式
1. 请求方式（request mode）
输入设备在应用程序的控制下工作：
2. 取样方式（sample mode）
应用程序和输入设备同时工作：
?输入设备不断地产生数据，并送入数据缓冲区；
?当程序遇到采样语句要求输入时，从数据缓冲区中读取数据。
3. 事件方式（event mode）
程序和被置成事件方式的设备分别工作。
?输入设备所产生的数据被组织成事件结点，排入事件队列中等待程序的处理。
?程序遇到事件处理语句时，就按照先进先出的原则从事件队列中取出队首事件予以处理。如果事件队列为空，程序则等待一定的时间片，等待事件的发生。
课后作业：
习题三（p80）
第4章造型技术
?如何在计算机中建立恰当的模型表示不同图形对象
?如何组织图形对象的描述数据以使存储这些数据所要的空间最省，检索、处理这些数据的速度较快
4.1.1 基本图形元素与段的概念
4.1.2 几何信息与拓扑信息
?图形对象及构成它的点、线、面的位置、相互间关系和几何尺寸等都是图形信息；?表示图形对象的线型、颜色、亮度以及供模拟、分析用的质量、比重、体积等数据，是有关对象的非图形信息。
4.1.3 坐标系
4.1.4 几何元素
4.1.7 平面多面体与欧拉公式
平面多面体: 表面由平面多边形构成的三维物体。
简单多面体: 与球拓扑等价的那些多面体，即经过连续的几何形变可以变换为一个球的多面体。
欧拉公式：对于任意简单的多面体，其顶点数V、边数E和面数F满足如下关系：
V-E+F=2
一. 线框模型
线框模型的缺陷：
?二义性
二. 实体模型（实体造型技术）
可以将实体模型的表示大致分为三类：
?边界表示（Boundary representation, B-reps）
?构造表示（扫描表示、构造实体几何表示和特征表示）
?分解表示 (四叉树、八叉树、多叉树等)
4.2.1 多边形表面模型（边界表示）
边界表示(B-reps)的最普遍方式是多边形表面模型，它使用一组包围物体内部的平面多边形，也即平面多面体，来描述实体。
数据模型3：多边形网格
三维形体的曲面边界通常用多边形网格（polygon mesh）的拼接来模拟。
三角形带、四边形网格
4.2.2 扫描表示（构造表示）
扫描表示法（sweep representation）：基于一个基体（一般是一个封闭的平面轮廓）沿某一路径运动而产生形体。
包含两个要素：
?一是作扫描运动的基本图形；
?二是扫描运动的路径。
4.2.3 构造实体几何法（构造表示）
构造实体几何法（CSG，Constructive Solid Geometry）
由两个实体（立方体、圆柱、圆锥等）间的并、交或差操作生成新的实体。
4.2.4 空间位置枚举表示（分解表示）
空间位置枚举表示法将包含实体的空间分割为大小相同、形状规则（正方形或立方体）的体素，然后，以体素的集合来表示图形对象。
?二维情况，常用二维数组存放。
?三维情况下，常用三维数组p[i][j][k]来存放。
课后作业：
习题四（p106）
4.1.名词解释：造型技术、几何造型、图元、图素、几何信息、拓扑信息、拓扑
等价,二维流形、非二维流形，翼边结构表示、多边形网格、构造实体几何法、空间位置枚举法，八叉树
4.5.简单多面体的欧拉公式满足何条件？复杂多面体的呢？
4.6．试比较线框模型和实体模型的优缺点。
4.7．简述有哪些方法来实现多边形表面模型。
4.8．简述三维形体的扫描表示方法。
4.9．简述如何利用CSG树来表示三维形体。
4.11．举例说明如何用四叉树表示二维形体。
4.12．试说明何谓分形几何。
第5章基本图形生成算法
5.1 直线的扫描转换
对直线进行光栅化时，需要在显示器有限个象素中，确定最佳逼近该直线的一组象素，并且按扫描线顺序，对这些象素进行写操作，这个过程称为用显示器绘制直线或直线的扫描转换。
直线绘制的质量要求：
?1.直线要直：尽量接近理想直线
?2.直线的端点要准确：即无定向性和断裂情况
?3.直线的亮度、色泽要均匀
?4.画线的速度要快
?5.要求直线具有不同的色泽、亮度、线型等
5.1.2 中点Bresenham算法
直线的方程
5.2 圆的扫描转换
解决的问题：
绘出圆心在原点，半径为整数R的圆 x2 + y2 = R2
5.2.3 中点Bresenham画圆
构造函数F(x , y)=x2 - y2 - R2
?对于圆上的点，有F(x,y)=0；
?对于圆外的点，F(x,y)>0；
?而对于圆内的点，F(x,y)<0。
5.3 椭圆的扫描转换
5.3.2 椭圆的中点Bresenham算法
5.4 多边形的扫描转换与区域填充
多边形的扫描转换: 通过确定穿越区域的扫描线的覆盖区间来填充;
区域填充: 从给定的位置开始涂描直到指定的边界条件为止。
5.4.1 多边形的扫描转换
顶点表示用多边形的顶点序列来刻划多边形
点阵表示是用位于多边形内的象素的集合来刻划多边形
扫描转换多边形或多边形的填充：
多边形顶点表示＝＝》点阵表示
2. x-扫描线算法
基本思想
按扫描线顺序，计算扫描线与多边形的相交区间，再用要求的颜色显示这些区间的象素，完成填充工作。
有效边（Active Edge）：指与当前扫描线相交的多边形的边，也称为活性边。
有效边表（Active Edge Table, AET）：把有效边按与扫描线交点x坐标递增的顺序存放在一个链表中，此链表称为有效边表。
有效边表的每个结点内容：
3. 改进的有效边表算法（Y连贯性算法）
5.4.2 边缘填充算法
边缘填充算法
基本思想：按任意顺序处理每条边时，首先求出该边与扫描线的交点，然后将每一条扫描线上交点右方的所有象素取补。
算法简单，但对于复杂图形，每一象素可能会被多次访问
栅栏填充算法
栅栏指的是一条过多边形顶点且与扫描线垂直的直线。它把多边形分为两半。
基本思想：按任意顺序处理每条边时，将交点与栅栏之间的象素取补。
比边缘填充有改进，但仍有一些象素会被重复访问
5.4.3 区域填充
区域:已经表示成点阵形式的填充图形，它是像素集合。
区域填充:从区域内的一个点（种子）开始，有内向外将填充色扩展到整个区域内的过程。
边界表示法: 把位于给定区域的边界上的象素一一列举出来的方法。
边界填充算法（Boundary-fill Algorithm）。
内点表示: 枚举出给定区域内所有象素的方法。
泛填充算法（Flood-fill Algorithm）
5.5 字符处理
ASCII码：“美国信息交换用标准代码集”(American Standard Code for Information Interchange)，简称ASCII码。
国际码：“中华人民共和国国家标准信息交换编码，简称为国际码，代号GB2312－80。
字库：字库中储存了每个字符的图形信息。
矢量字库和点阵字库
5.5.1 点阵字符
在点阵表示中，每个字符由一个点阵位图来表示
显示时：
形成字符的象素图案
（12 x 16点阵）
5.5.2 矢量字符
矢量字符采用直线和曲线段来描述字符形状，矢量字符库中记录的是笔划信息。
显示时：解释字符的每个笔划信息
作业：
习题五（p144）
5.2. 利用中点Bresenham算法扫描转换直线段P1P2，其中P1为(0,0), P2为(21,15)。
5.6 利用中点Bresenham算法扫描转换圆心在O(0,0), R为8的圆。
5.8 利用中点Bresenham算法扫描转换a=6,b=5的椭圆。
5.10 利用x-扫描转换算法进行多边形填充时，指出图5-58种的交点数。
5.13 简述栅栏填充算法，图示其填充过程。
5.14 简述边标志填充算法，图示其填充过程。
5.23 多边形填充算法中如何进行内外测试？
5.27 常用的反走样方法有哪些？
第6章二维变换及二维观察
6.1.3 二维变换矩阵
6.2 基本几何变换
基本几何变换都是相对于坐标原点和坐标轴进行的几何变换：p(x,y)为xOy平面上二维图形变化前的点，p'(x',y')为变换后的点。
6.2.1 平移变换
平移是指将p点沿直线路径从一个坐标位置移到另一个坐标位置的重定位过程。
6.3 复合变换
复合变换是指：
?图形作一次以上的几何变换，变换结果是每次的变换矩阵相乘。
?任何一复杂的几何变换都可以看作基本几何变换的组合形式。
复合变换具有如下形式：
6.3.8 光栅变换
直接对帧缓存中象素点进行操作的变换称为光栅变换。
?光栅平移变换：
6.4 二维观察
6.4.1 基本概念
?在计算机图形学中，将在用户坐标系中需要进行观察和处理的一个坐标区域称为窗口（Window）
?将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区（Viewport）
要将窗口内的图形在视区中显示出来，必须经过将窗口到视区的变换（Window-Viewport Transformation）处理，这种变换就是观察变换（Viewing Transformation）。
6.4.3 窗口到视区的变换
6.5 裁剪
6.5.1 点的裁剪
6.5.2 直线段的裁剪
假定直线段用p1(x1, y1) p2(x2, y2)表示。
?直线段和剪裁窗口的可能关系：
●完全落在窗口内
●完全落在窗口外
●与窗口边界相交
1. Cohen-Sutherland算法
基本思想：对每条直线段p1(x1, y1) p2(x2, y2)分三种情况处理：
(1) 直线段完全可见，“简取”之。
编码：对于任一端点(x, y)，根据其坐标所在的区域，赋予一个4位的二进制码D3D2D1D0。
编码规则如下：
?若x ?若x>wxr，则D1=1，否则D1=0； ?若y ?若y>wyt，则D3=1，否则D3=0。 2. 中点分割算法 基本思想： 当对直线段不能简取(不满足code1|code2=0)也不能简弃(不满足code1&code2≠ 0)时，简单地把线段等分为二段，对两段重复上述测试处理，直至每条线段完全 在窗口内或完全在窗口外。 中点分割算法的核心思想是通过二分逼近来确定直线段与窗口的交点。 3. Liang-Barsky算法 6.5.3 多边形的裁剪 问题的提出： 1. Sutherland-Hodgeman多边形裁剪 基本思想: 逐边裁剪算法 2. Weiler-Atherton多边形裁剪 课后作业： 习题六（p182） 6.1 名次解释：齐次坐标，规范化齐次坐标，图形的几何变换，窗口，视区，变焦距效果。 6.2 说明二维变换矩阵T2d中各元素在变换中的具体作用。 6.11 试用编码裁剪算法裁剪如图6-39所示线段。 6.13 试用中点分割算法裁剪如图6-39所示线段。 6.14 试用Liang-Barsky算法裁剪如图6-40所示线段。要求写出窗口边界对应的参数U值以及求解步骤。 6.15 试用Sutherland-Hodgeman算法对如图6-41所示多边形进行裁剪：画出每次裁剪对应的图形，并标明输入输出的顶点。 6.16 试用Weiler-Atherton算法对如图6-41所示多边形进行裁剪：标出裁剪过程对应的顶点或交点序列，并写出对每条边裁剪后输出的线段。 第7章三维变换及三维观察 7.1 三维变换的基本概念 7.1.1 三维齐次坐标变换矩阵 7.1.2 几何变换 ?图形的几何变换是指对图形的几何信息经过平移、比例、旋转等变换后产生新的 图形。 ●点的矩阵变换 ●线框图的变换 ●用参数方程描述的图形的变换 7.1.3 平面几何投影 ?投影变换就是把三维立体（或物体）投射到投影面上得到二维平面图形。 ●平面几何投影主要指平行投影、透视投影以及通过这些投影变换而得到的三维 立体的常用平面图形：三视图、轴测图。 ●观察投影是指在观察空间下进行的图形投影变换。 投影中心、投影面、投影线： 平面几何投影可分为两大类： ?透视投影：投影中心到投影面之间的距离是有限的。 ?平行投影：投影中心到投影面之间的距离是无限的。 7.2 三维几何变换 7.2.1 三维基本几何变换 三维基本几何变换都是相对于坐标原点和坐标轴进行的几何变换 假设三维形体变换前一点为p(x,y,z)，变换后为p'(x',y',z')。 (1)绕z轴旋转 (2)绕x轴旋转 (3)绕y轴旋转 1.平移变换 2.比例变换 3.旋转变换 4.对称变换 (1)关于坐标平面对称 关于xoy平面进行对称变换的矩阵计算形式为： 关于yoz平面的对称变换为： 关于zox平面的对称变换为: (2)关于坐标轴对称变换 关于x轴进行对称变换的矩阵计算形式为： 关于y轴的对称变换为： 关于z轴的对称变换为： 5.错切变换 (1)沿x方向错切 (2)沿y方向错切 (3)沿z方向错切 6.逆变换 所谓逆变换即是与上述变换过程的相反的变换 (1)平移的逆变换 (2)比例的逆变换 局部比例变换的逆变换矩阵 (3)旋转的逆变换 7.2.2 三维复合变换 三维复合变换是指图形作一次以上的变换，变换结果是每次变换矩阵相乘：1. 相对任一参考点的三维变换 相对于参考点F(x f, y f, z f)作比例、旋转、错切等变换的过程分为以下三步： (1)将参考点F移至坐标原点； (2)针对原点进行二维几何变换； (3)进行反平移。 2. 绕任意轴的三维旋转变换 问题：如何求出为T RAB？ 分析： 公式推导(p187)： (1)将坐标原点平移到A点 (2)将O'BB'绕x'轴逆时针旋转α角，则O'B旋转到x'o'z'平面上 (3)将O'B绕y'轴顺时针旋转β角，则O'B旋转到z'轴上。 (4)经以上三步变换后，AB轴与z'轴重合，此时绕AB轴的旋转转换为绕z轴的旋转。 (5)最后，求T tA，T Rx，T Ry的逆变换，回到AB原来的位置。 类似地，针对任意方向轴的图形变换可用五个步骤来完成： (1)使任意方向轴的起点与坐标原点重合，此时进行平移变换。 (2)使方向轴与某一坐标轴重合，此时需进行旋转变换，且旋转变换可能不止一 次。 (3)针对该坐标轴完成变换。 (4)用逆旋转变换使方向轴回到其原始方向。 (5)用逆平移变换使方向轴回到其原始位置。 7.3 平行投影 ?平行投影可分成两类：正投影和斜投影。 7.3.1 正投影 正投影又可分为：三视图和正轴测。 当投影面与某一坐标轴垂直时，得到的投影为三视图；否则，得到的投影为正轴测图。 三视图： 三视图包括主视图、侧视图和俯视图三种，投影面分别与X轴、Y轴和Z轴垂直。正轴测图 正轴测有等轴测、正二测和正三测三种: ?等轴测: 投影面与三个坐标轴之间的夹角都相等，也称为正等测； ?正二测: 投影面与两个坐标轴之间的夹角相等； ?正三测: 投影面与三个坐标轴之间的夹角都不相等。 1. 三视图 计算步骤： (1) 确定三维形体上各点的位置坐标； (2) 引入齐次坐标，求出所作变换相应的变换矩阵； (3) 将所作变换用矩阵表示，通过运算求得三维形体上各点(x,y,z)经变换后的相应 二维点(x’,y’)或(y’,z’)； (4) 由变换后的所有二维点绘出三维形体投影后的三视图。 2. 主视图 将三维形体向xoz面（又称V面，立面）作垂直投影（即正平行投影），得到主视图。 由三维形体到主视图的投影变换矩阵： 3. 俯视图 三维形体向xoy面（又称H面，水平面）作垂直投影得到俯视图: (1)向H面做投影变换； (2)使H面绕x轴负转90°，以便与主视图画在同一平面内； (3)使H面沿z方向平移一段距离-z0，使主、俯视图间隔开。 由三维形体到俯视图的投影变换矩阵： 4. 侧视图 获得侧视图是将三维形体往yoz面(侧面W)作垂直投影。 (1)侧视图的投影变换； (2)使W面绕z轴正转90°； (3)使W面沿负x方向平移一段距离x0。 由三维形体到侧视图的投影变换矩阵： 5. 正轴测图的投影变换矩阵 分析： 公式推导： (1) 先绕y轴顺时针旋转α角； (2) 再绕x轴逆时针旋转β角； (3) 将三维形体向xoy平面作正投影。 最后得到正轴测图的投影变换矩阵： 6. 正等测图 7. 正二测图 课后作业 习题七（p227） 7.1 名词解释：平面几何投影、观察投影、平行投影、透视投影、正投影、斜投影、 一点透视、两点透视、三点透视。 7.2 试说明什么是投影变换，给出其分类图。 7.3 已知三维变换矩阵T3d。如果对三维物体各点坐标进行变换，试说明矩阵T3d中各 元素在变换中的作用。 湖北汽车工业学院实验报告 班级学号姓名 课程名称完成日期 实验一熟悉Visual C++绘图应用程序的开发过程 一、实验目的 1、熟悉VC6.0开发环境； 2、掌握MFC编程； 3、掌握CDC图形程序库； 4、掌握VC6.0下的简单图形程序的开发过程。 二、实验性质 验证性 三、实验要求 1、认真阅读本次实验的目的，了解本次实验要求掌握的内容； 2、能够根据实验指导书的要求，完成相关的内容； 3、务必掌握绘图程序的开发流程，为今后复杂的图形程序开发做好准备。 四、实验内容 （一）生成绘图应用程序的框架 开发绘图应用程序的第一步是使用AppWizard（程序生成向导）来建立程序的基本框架。AppWizard为框架的建立提供了一系列对话框及多种选项，用户可以根据不同的选项生成自己所需要的应用程序框架。具体步骤如下： 1、从“文件”菜单选择“新建”菜单项，在“新建”对话框中选择“工程”选项卡，从项目类型中选择MFC AppWizard（.exe）。在“位置”文本框中，可直接输入目录名称，或者单击“…”按钮选择已有的目录。在“工程名称”文本框中输入项目的名称，如Draw，其他采用默认值，这时确定按钮变亮，如下图所示： 2、单击确定按钮，弹出“MFC应用程序向导步骤1”对话框，如图所示，选择单文档单选按钮和“中文[中国]”选项，表示要生成以中文为用户界面的单文档（SDI绘图程序）。 3、点击下一步，在随后出现的几个对话框中，都点击下一步，表示采用各项的默认设置，直到出现“MFC应用程序向导步骤6”对话框，如图所示。 4、“MFC应用程序向导步骤6”对话框中默认设置确定了类得名称及其所在文件的名称。用户可以改CdrawApp、CmainFrame和CdrawDoc的文件名称，但不可以改变它们的基类。 单击完成按钮，应用程序向导显示将要创建的文件清单，再单击确定，MFC应用程序向导就自动生成绘图程序的各项源文件了。 MFC应用程序向导设置完后，点击组建按钮，然后再点击执行按钮，就会出现MFC 应用程序向导生成的完整应用程序的基本框架。 简答题： 1.图形变换有什么特点？最基本的几何变换有哪些？ 答：图形变换的特点：大多数几何变换（如平移、旋转和变比）是保持拓扑不变的，不改变图形的连接关系和平行关系。对于线框图形，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。对于用参数方程描述的图形，可以通过参数方程几何变换，实现对图形的变换（基于效率的考虑）。 最基本的几何变换有：平移、旋转、比例、错切、投影等。 2. 简述直线段的编码裁剪方法。 答：裁剪窗口的四条边所在的直线把二维平面分成九个区域，每个区域赋予一个四位编码 3210c c c c ，代码中的每一位分别是0或者1，是按照窗口边线来确定，第一位置为1，则表 示该端点位于窗口左则；第二位置为1，则表示该端点位于窗口右则；第三位置为1，则表示该端点位于窗口下面；第四位置为1，则表示该端点位于窗口上面；直线端点所在位置为端点区域所在的代码。算法步骤如下： （1）当线段的两个端点的编码为零时，表示直线在窗口内； （2）当线段的两个端点的编码的逻辑“与”为非零时，显然不可见； （3）对于那些非完全可见、又非完全不可见的线段，需要求交。 3. 简述图像处理、模式识别与计算机图形学的关系。 图像处理、模式识别与计算机图形学是计算机应用领域发展的三个分支学科，它们之间有一定的关系和区别，它们的共同之处就是计算机所处理的信息都是与图有关的信息。它们本质上是不同的：图像处理是利用计算机对原存在物体的映象进行分析处理，然后再现图像；模式识别是指计算机对图形信息进行识别和分析描述，是从图形到描述的表达过程；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。 5．什么是象素点？什么是显示器的分辨率？ 像素”（Pixel ） 是由 Picture(图像) 和 Element(元素)这两个单词所组成的是最小的图像单元，这种最小的图形的单元能在屏幕上显示通常是单个的染色点。分辨率是指单位面积显示像素的数量。液晶显示器的物理分辨率是固定不变的，对于CRT 显示器而言，只要调整电子束的偏转电压，就可以改变不同的分辨率。 6. 什么是三维投影变换 答：通常图形输出设备都是二维的，用这些二维设备来输出三维图形，就得把三维坐标系下图形上各点的坐标转化为某一平面坐标系下的二维坐标，也就是将（x,y,z ）变换为（x ’,y ’）或（x ’,z ’）或（y ’,z ’）。这种把三维物体用二维图形表示的过程称为三维投影变换。 7.常用的线段裁剪方法有几种？简述它们的优缺点。 答：常用的线段裁剪方法有三种，它们是： （1）Cohen-SutherLand 裁剪算法； （2）中点分割算法； （3）参数化裁剪算法（Cyrus-Beck 算法）； Cohen-SutherLand 裁剪算法与中点分割算法在区码测试阶段能以位运算方式高效率地进行，因而当大多数线段能够简单地取舍时，效率较好。参数化裁剪算法（Cyrus-Beck 算法） 机械与电子工程系毕业设计 Graduation Design 设计项目：忐忑坦克 姓 名： 宋文东 专 业： 机电一体化技术 班 级： 09机电一体化三班 学 号： 0911743327 指导教师： 杜国华 职 称： 完成时间：2012年05月—2012年06月 晋城职业技术学院 JINCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计（创作）作品简介 作者基本信息 姓名：宋文东性别：男 出生日期：1990.12.22 政治面貌：团员 民族：汉籍贯：河北省沧州市新华区 手机： 1513377493 3 E-mail：543917536@https://www.doczj.com/doc/f412933462.html, QQ: 543917536 实习单位及岗位：中铁装备材料有限公司1780轧钢厂磨床工班级：09机电一体化三班同组人 作品图片 忐 忑 坦 克指导教师杜国华行业指导教师谭琳琳 机械与电子工程系毕业设计（创作）评审意见书 机电一体化专业 学生姓名宋文东班级09机电一体化三班学号0911743327课题名称忐忑坦克 课题准备情况内容：基于我们所学的CAD,CAM两款设计软件，和机床的使用知识。综合在学校所学习的理论知识作为基础，设计制作一个坦克模型 作品介绍 简单的坦克模型.是由四个组件组合完成.分别是由两个底座,一个炮台,一个炮管组成,简单小巧的坦克模型,因为在制作时心情十分忐忑,在做完后就命名为忐忑坦克.以表达我在制作它时的心情. 过对二维绘图软件和三维绘图软件的综合运用, 大大加快了设计进程,不但提高绘图时的工作效率，而且也提高设计零件的一次成功率，从而缩短试制周期，降低生产成本，增加产品的市场竞争能力.更重要的是利用斯沃仿真软件系统可以对产品进行设计方案筛选和对零件的特性的分析，进行设计工作部件的动态模拟仿真,对产品进行计算分析、性能预测和优化设计，达到预期的设计效果. 一、填空题（共10分，每空1分） 1、目前常用的PC 图形显示子系统主要由3个部件组成： 帧缓冲存储器、显示控制器、ROM BIOS 。 2、 图形的输入设备有 键盘、鼠标、光笔； 图形的显示设备有CRT 显示器、LCD 、投影仪。 3、形体的定义和图形的输入输出都是在一定的坐标系下进行的，通常这些坐标系分为：建模坐标系，用户坐标系，观察坐标系，规格化设备坐标系和 设备坐标系。 4、在多边形的扫描转换过程中，主要是通过确定穿越多边形区域的扫描线的覆盖区间来填充，而区域填充则是从 给定的位置 开始涂描直到 指定的边界条件 为止。 5、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）、（区间填色）。 6、一个交互式计算机图形系统应具有 计算 、 存储 、 对话 、 输入 和 输出 等五个方面的功能。 7. 将三维物体变为二维图形的变换称为（投影变换），其有两种基本方式：（平行投影）、（透视投影）。 8、用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）。 9、对于基本几何变换，一般有平移、旋转、反射和错切等，这些基本几何变换都是相对于（坐标原点）和（坐标轴）进行的几何变换。 二、选择题（共20分，每题2分） 1．计算机图形学与计算机图象学的关系是( B )。 A ）计算机图形学是基础，计算机图象学是其发展 B ）不同的学科，研究对象和数学基础都不同，但它们之间也有可转换部分 C ）同一学科在不同场合的不同称呼而已 D ）完全不同的学科，两者毫不相干 2． 分辨率为2048×1024的显示器需要多少字节位平面数为32的帧缓存？( B ) A ）64K B ； B ）8MB ； C ）32MB ； D ）16MB 3．下列有关反走样的叙述，错误的是（ A ） A ）减少或克服图形失真的技术叫做反走样； B ）提高分辨率是反走样的方法之一； C ）半色调技术是利用多级光强提高视觉分辨率的技术； D ）对于多灰度或多彩色显示器，图形的边缘可采用模糊技术而改善锯齿显示效果。 4．计算机绘图设备一般使用什么颜色模型？( A ) A ）RG B ； B ）CMY ； C ）HSV ； D ）HLS 5．使用下列二维图形变换矩阵，将产生变换的结果为（ D ） ??002 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)) 计算机图形学课程设计 书 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 课程设计(论文)任务书 理学院信息与计算科学专业2015-1班 一、课程设计(论文)题目：图像融合的程序设计 二、课程设计(论文)工作： 自2018 年1 月10 日起至2018 年1 月12日止 三、课程设计(论文) 地点: 2-201 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）熟悉Delphi7的使用，理论与实际应用相结合，养成良好的程序设计技能；（2）了解并掌握图像融合的各种实现方法，具备初步的独立分析和设计能力；（3）初步掌握开发过程中的问题分析，程序设计，代码编写、测试等基本方法；（4）提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力； （5）在实践中认识、学习计算机图形学相关知识。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）研究课程设计任务，并进行程序需求分析； （2）对程序进行总体设计，分解系统功能模块，进行任务分配，以实现分工合作；（3）实现各功能模块代码； （4）程序组装，测试、完善系统。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改进界面、增加功能或进行代码优化。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括封面、设计任务书（含评语）、摘要、目录、设计内容、设计小结（3）论文装订按学校的统一要求完成 4）参考文献： （1）David ，《计算机图形学的算法基础》，机械工业出版社 （2）Steve Cunningham，《计算机图形学》，机械工业出版社 （3） 5）课程设计进度安排 内容天数地点 程序总体设计 1 实验室 软件设计及调试 1 实验室 答辩及撰写报告 1 实验室、图书馆 学生签名： 2018年1月12日 摘要 图像融合是图像处理中重要部分，能够协同利用同一场景的多种传感器图像信息，输出一幅更适合于人类视觉感知或计算机进一步处理与分析的融合图像。它可明显的改善单一传感器的不足，提高结果图像的清晰度及信息包含量，有利于更为准确、更为可靠、更为全面地获取目标或场景的信息。图像融合主要应用于军事国防上、遥感方面、医学图像处理、机器人、安全和监控、生物监测等领域。用于较多也较成熟的是红外和可见光的融合，在一副图像上显示多种信息，突出目标。一般情况下，图像融合由 计算机图形学模拟试卷 计算机图形学课程试卷(卷) 注意：1、本课程为必修（表明必修或选修），学时为 51 ，学分为 3 2、本试卷共 3 页；考试时间 120 分钟；出卷时间：年 12 月 3、姓名、学号等必须写在指定地方；考试时间：年 1 月 11 日 4、本考卷适用专业年级：任课教师： （以上内容为教师填写） 专业年级班级 学号姓名 一、名词解释(15分) 1．国际标准化组织（ISO）对计算机图形学的定义 2． 象素图 3． 正投影 4． 纹理 5． 位图 二．单项选择题(1.5×10＝15分) （ ）1、在TC 环境下编译绘图程序进行图形初始化时，要寻找文件的格式是？______。 A ）.DOC B ）.CPP C ）.C D ）.BGI （ ）2、图形系统是由四部分组成，分别为 A).应用系统结构；图形应用软件；图形支撑软件；图形设备。 B).计算机；显示器；打印机；图形应用软件。 C).计算机；图形设备；图形支撑软件；图形应用软件。 D).计算机；图形软件；图形设备；应用数据结构。 （ ）3、使用下列二维图形变换矩阵： T=???? ??????111020002 将产生变换的结果为______ 。 A ）图形放大2倍； B ）图形放大2倍，同时沿X 、Y 坐标轴方向各移动1个绘图单位； C ）沿X 坐标轴方向各移动2个绘图单位； D ）上述答案都不对。 （ ）4、图形显示器的工作方式为 A ）.文本方式 B ）.图形方式 C ）.点阵方式 D ）.文本与图形方式 （ ）5、透视投影中主灭点最多可以有几个? A) 3 B)2 C)1 D)0 （ ）6、在用射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? 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 （ ）7、下列有关平面几何投影的叙述语句中，正确的论述为 浅析计算机图形学在实践中的应用摘要：本文对计算机图形在实践中的应用进行了论述。 关键词：图形学；发展；应用 1 计算机图形学的发展计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理，显示的科学。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。1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风一号——（Whirlwind）计算机的附件诞生．该显示器用一个类似示波器的阴极射线管（CRT）来显示一些简单的图形。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。 2 计算机图形学在曲面造型技术中的应用曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它肇源于飞机、船舶的外形放样工艺，经三十多年发展，现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值（Intmpolation）、拟合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强，随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显，随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快，随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善，曲面造型在近几年来得到了长足的发展。 2．1 从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、 佛山科学技术学院计算机图形学实验指导书 李晓东编 电信学院计算机系 2011年11月 实验1 直线段的扫描转换 实验类型：设计性 实验类别：专业实验 实验目的 1.通过实验，进一步理解直线段扫描转换的DDA算法、中点bresenham算法及 bresenham算法的基本原理； 2.掌握以上算法生成直线段的基本过程； 3.通过编程，会在C/C++环境下完成用DDA算法、中点bresenham算法及 bresenham算法对任意直线段的扫描转换。 实验设备及实验环境 计算机（每人一台） VC++6.0或其他C/C++语言程序设计环境 实验学时：2学时 实验内容 用DDA算法中点bresenham算法及bresenham算法实现任意给定两点的直线段的绘制（直线宽度和线型可自定）。 实验步骤： 1、复习有关算法的基本原理，明确实验目的和要求； 2、依据算法思想，绘制程序流程图； 3、设计程序界面，要求操作方便； 4、用C/C++语言编写源程序并调试、执行； 5、分析实验结果 6、对程序设计过程中出现的问题进行分析与总结； 7、打印源程序或把源程序以文件的形式提交； 8、按格式要求完成实验报告。 实验报告要求： 1、各种算法的基本原理； 2、各算法的流程图 3、实验结果及分析（比较三种算法的特点，界面插图并注明实验条件） 4、实验总结（含问题分析及解决方法） 实验2 圆的扫描转换 实验类型：设计性 实验类别：专业实验 实验目的 1、通过实验，进一步理解和掌握中点bresenham画圆算法的基本原理； 2、掌握以上算法生成圆和圆弧的基本过程； 3、掌握在C/C++环境下完成用中点bresenham算法圆或圆弧的绘制方法。实验设备及实验环境 计算机（每人一台） VC++6.0或其他C/C++语言程序设计环境 实验学时：2学时 实验内容 用中点（Besenham）算法实现圆或圆弧的绘制。 实验步骤 1.复习有关圆的生成算法，明确实验目的和要求； 2.依据算法思想，绘制程序流程图（注意圆弧生成时的输入条件）； 3.设计程序界面，要求操作方便； 4.用C/C++语言编写源程序并调试、执行； 5.分析实验结果 6.对程序设计过程中出现的问题进行分析与总结； 7.打印源程序或把源程序以文件的形式提交； 8.按格式要求完成实验报告。 实验报告要求： 1.分析算法的工作原理； 2.画出算法的流程图 3.实验结果及分析（比较圆与圆弧生成算法的不同） 4.实验总结（含问题分析及解决方法） 图形学场景设计 计算机图形学课程设计报告 题目自然场景设计 院（系、部） 专业班级 学号 姓名成绩 1 设计目的与要求 1.1设计题目 自然场景设计 1.2 设计目的 以小组合作的方式绘制一个自然场景，给绘制的实体添加纹理光照效果，进一步巩固所学知识，提高团队合作能力 1.3 设计要求 （1）采用真实感图形学技术设计一个自然场景（2）模拟出水、云、山体等至少三种景物（3）实现场景的漫游 （4）对设计出的图像进行光照处理 （5）将图片的纹理贴附到物体表面 2 总体设计 2.1 功能简介 创建一个900*600的Windows窗口，在窗口中显示冰箱、电灯、茶壶三个实体，根据电灯位置在 地面上绘制个实体的投影；为茶壶添加纹理；利用键盘的方向键控制冰箱旋转，实现场景漫游2.2 功能模块图 主 初始化实体绘键盘操 作函数 电灯冰箱 茶壶 2.3 软件各模块功能介绍 2.3.1冰箱和茶壶的绘制 由四边形拼接出冰箱，通过平移旋转函数放置到指定位置，同时实现茶壶的绘制，在茶壶上添加纹理效果，通过平移旋转变换放置到冰箱上面2.3.2顶灯的绘制 绘制出一个带灯罩的电灯，并且将光源放置在灯泡的位置 2.3.3 设置光照 设置光照的各种参数，为场景添加光照效果，让实体具有立体效果 2.3.4 纹理图片生成 用数组存储一幅自己设计的纹理图片，方便实体添加纹理效果时的调用 2.3.5 影子生成 根据需求为场景中的实体添加阴影效果，使得场景效果更加逼真 2.3.6 法向量设置 为场景设置法向量，确保实体在不同的角度都能被看到 3 详细设计及关键代码 3.1 光照模块详细设计 3.1.1 光照设置功能 设置光照的各种参数，为场景添加光照效果，让实体具有立体效果 3.1.2 光照设置设计 第一章 一、什么是计算机图形学？ 计算机图形学是研究如何利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。 国际标准化组织(ISO)定义： 计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科 电气与电子工程协会（IEEE）定义： 计算机图形学是利用计算机产生图形化的图像的艺术和学科。 三、举例说明计算机图形学有哪些应用，分别用来解决什么实际问题？ 应用领域： 1.计算机辅助设计与制造（CAD,CAM） 用于大楼，汽车，飞机，建筑工程，电子路线等的设计和制作过程中。 2.计算机辅助绘图 计算机辅助绘图的典型例子包括计算机可视化，近年来，这种技术已用于有限元分析的后处理，分子模型构造，地震数据处理，大气科学，生物信息及生物化学等领域。 3.计算机辅助教学（CAI） 4.办公自动化和电子出版社 5.计算机艺术 6.在工业控制及交通方面的应用 7.在医疗卫生方面的应用 8.图形用户界面 四、人机交互，什么是一致性原则 人机交互学是一门关于设计、评估和执行交互式计算机系统以及研究由此而发生的相关现象的学科。 一致性原则：指在设计系统的各个环节时，应遵从统一的、简单的规则，保证不出现例外和特殊的情况，无论是信息显示还是命令输入都应如此 一致性原则包含这样一些内容：1.一个特定的图符应该始终只有一个含义而不能依靠上下文来代表多个动作或对象；2.菜单总是放在相同的关联位置，使用户不必总是去寻找；3.键盘上的功能键，控制键以及鼠标上的按钮的定义需要前后一致；4.总是使用一种彩色编码，使相同的颜色在不同的情况下不会有不同的含义；5.输入时交互式命令和语法的一致性等 第二章 四、CRT的组成和工作原理是什么？ CRT（Cathode Ray Tube）阴极射线管 ?是一种真空器件，它利用电磁场产生高速的、经过聚焦的电子束，偏转到屏幕的不 计算机图形学复习题及答 案 This manuscript was revised on November 28, 2020 中南大学现代远程教育课程考试模拟复习试题.及参考答案 计算机图形学 一、名词解释 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 二、判断正误（正确写T，错误写F） 1.存储颜色和亮度信息的相应存储器称为帧缓冲存储器，所存储的信息被称为位 图。（） 2．光栅扫描显示器的屏幕分为m行扫描线，每行n个点，整个屏幕分为m╳n个点，其中每个点称为一个像 素。―――――――――――――――――――――（） 3．点阵字符用一个位图来表示，位图中的0对应点亮的像素，用前景色绘制；位图中的1对应未点亮的像素，用背景色绘 制。――――――――――――――――－（） 4．矢量字符表示法用（曲）线段记录字形的边缘轮廓线。―――――――――――（） 5．将矢量字符旋转或放大时，显示的结果通常会变得粗糙难看，同样的变换不会改变点阵字符的显示效 果。―――――――――――――――――――――――――（） 6．在光栅图形中，区域是由相连的像素组成的集合，这些像素具有相同的属性值或者它们位于某边界线的内 部。―――――――――――――――――――――――（） 7．多边形的扫描变换算法不需要预先定义区域内部或边界的像素值。――――――（） 8．齐次坐标表示法用n维向量表示一个n＋１维向 量。―――――――――――――（） 9．实体的边界由平面多边形或空间曲面片组成。―――――――――――――――（） 10．平面多面体表面的平面多边形的边最多属于两个多边形，即它的表面具有二维流形的性 质。―――――――――――――――――――――――――――――――（） 11．实体几何性质包括位置、长度和大小 等。―――――――――――――――――（） 12．实体的拓扑关系表示实体之间的相邻、相离、方位、相交和包含等关系。―――（） 13．实体的扫描表示法也称为推移表示法，该表示法用一个物体和该物体的一条移动轨迹来描述一个新的物 体。――――――――――――――――――――――――（） 14．如果投影空间为平面，投影线为直线，则称该投影为平面几何投影。――――－（） 15.平面几何投影分为两大类：透视投影和平行投影。――――――――――――－ （） 16．当投影中心到投影面的距离为有限值时，相应的投影为平行投 影。――――――（） 17．当投影中心到投影面的距离为无穷大时，相应的投影即为透视投影。―――――（） 计算机图形学上机实验指导 指导教师：张加万老师 助教：张怡 2009-10-10 目录 1.计算机图形学实验(一) – OPENGL基础 ..................................... - 1 - 1.1综述 (1) 1.2在VC中新建项目 (1) 1.3一个O PEN GL的例子及说明 (1) 2.计算机图形学实验(二) – OPENGL变换 ..................................... - 5 - 2.1变换 (5) 3.计算机图形学实验(三) - 画线、画圆算法的实现....................... - 9 - 3.1MFC简介 (9) 3.2VC6的界面 (10) 3.3示例的说明 (11) 4.计算机图形学实验（四）- 高级OPENGL实验...................... - 14 - 4.1光照效果 (14) 4.2雾化处理 (16) 5.计算机图形学实验（五）- 高级OPENGL实验........................ - 20 - 5.1纹理映射 (20) 5.2反走样 (24) 6.计算机图形学实验(六) – OPENGL IN MS-WINDOWS .......... - 27 - 6.1 实验目标： (27) 6.2分形 (28) 1.计算机图形学实验(一) – OpenGL基础 1.1综述 这次试验的目的主要是使大家初步熟悉OpenGL这一图形系统的用法，编程平台是Visual C++，它对OpenGL提供了完备的支持。 OpenGL提供了一系列的辅助函数，用于简化Windows操作系统的窗口操作，使我们能把注意力集中到图形编程上，这次试验的程序就采用这些辅助函数。 本次实验不涉及面向对象编程，不涉及MFC。 1.2在VC中新建项目 1.2.1新建一个项目 选择菜单File中的New选项，弹出一个分页的对话框，选中页Projects中的Win32 Console Application项，然后填入你自己的Project name，如Test，回车即可。VC为你创建一个工作区（WorkSpace），你的项目Test就放在这个工作区里。 1.2.2为项目添加文件 为了使用OpenGL，我们需要在项目中加入三个相关的Lib文件：glu32.lib、glaux.lib、opengl32.lib，这三个文件位于c:\program files\microsoft visual studio\vc98\lib目录中。 选中菜单Project->Add To Project->Files项（或用鼠标右键），把这三个文件加入项目，在FileView中会有显示。这三个文件请务必加入，否则编译时会出错。或者将这三个文件名添加到Project->Setting->Link->Object/library Modules 即可。 点击工具条中New Text File按钮，新建一个文本文件，存盘为Test.c作为你的源程序文件，再把它加入到项目中，然后就可以开始编程了。 1.3一个OpenGL的例子及说明 1.3.1源程序 请将下面的程序写入源文件Test.c，这个程序很简单，只是在屏幕上画两根线。 #include 《计算机图形学Visual c++版》考试作业报告 题目：计算机图形学图形画板 专业：推荐IT学长淘宝日用品店530213 班级：推荐IT学长淘宝日用品店530213 学号：推荐IT学长淘宝日用品店530213 姓名：推荐IT学长淘宝日用品店530213 指导教师：推荐IT学长淘宝日用品店530213 完成日期： 2015年12月2日 一、课程设计目的 本课程设计的目标就是要达到理论与实际应用相结合，提高学生设计图形及编写大型程序的能力，并培养基本的、良好的计算机图形学的技能。 设计中要求综合运用所学知识，上机解决一些与实际应用结合紧密的、规模较大的问题，通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练，使学生深刻理解、牢固掌握计算机图形学基本知识和算法设计的基本技能术，掌握分析、解决实际问题的能力。 通过这次设计，要求在加深对课程基本内容的理解。同时，在程序设计方法以及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。 二、设计内容推荐IT学长淘宝日用品店530213 设计一个图形画板，在这个图形画板中要实现： 1，画线功能，而且画的线要具备反走样功能。 2, 利用上面的画线功能实现画矩形，椭圆，多边形，并且可以对这些图形进行填充。 3，可以对选中区域的图形放大，缩小，平移，旋转等功能。 三、设计过程 程序预处理：包括头文件的加载，常量的定义以及全局变量的定义 #include "stdafx.h" #include "GraDesign.h" #include "GraDesignDoc.h" #include "GraDesignView.h" #include "math.h" #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif //******自定义全局变量 int type = -1; CPoint point1; CPoint point2; CPoint temp[2]; 计算机科学与技术学科综合水平全国统一考试大纲及指南 计算机图形学 一、考试大纲 要求掌握设计和使用计算机图形学系统所必须的基本原理，其主要内容包括： 1．基本图形生成算法 2．二维图形显示 3．曲线和曲面的表示 4．三维物体的几何表示和几何变换 5．真实感图形的实现原理和算法 二、复习指南 （－）概述 1．计算机图形学和图形系统基本知识 计算机图形学研究对象及应用领域；图形系统的硬件和软件；图形标准接口。 2．基本图形的属性及生成算法 直线，曲线，填充区域，文字等。 （二）二维图形变换和显示 1．二维几何变换 平移、旋转、缩放及其组合，坐标系变换。 2．二维图形显示 点、线、多边形、曲线及文字的裁剪。 （三）曲线、曲面和三维图形 1．曲线和曲面的参数表示 Bezier曲线和曲面，双三次曲面的表示，B样条，插值，曲面拟合。 2．三维物体的几何表示方法 物体的定义及性质，特征参数法，边界表示法，曲面离散近似表示，实体构造表示法，八叉树表示法。 3．三维形体的输出过程 平面几何投影变换，观察空间，空间转换，三维裁剪。 （四）光学模型及其算法实现 l．简单光反射模型 基本光学原理，简单光反射模型（Phong模型）的导出和实现。 2．增量式光反射模型 双线性光强插值法（Crourand Shading），双线性法向插值法（Phong Shading），加速算法。 3．局部光反射模型 局部光反射模型及其实现。 4．光源模型 光源模型及其光强分布。 5．简单光透射模型 透明效果的模拟方法，Witted光透射模型，Hall光透射模型。 6．光线跟踪显示技术 基本光线跟踪算法，光线与物体求交，光线跟踪中的简单阴影。 （五）消隐显示和阴影生成技术 1．消隐显示技术 深度缓存算法（Z-Buffer），扫描线算法，多边形区域排序算法，列表优先算法。 2．阴影生成技术 阴影扫描线算法，阴影多边形算法，阴影空间算法，阴影深度缓存算法，反走样软影生成算法。 三、思考题 1．计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统？它们之间的关系如何？ 2．简述侦缓存与显示器分辨率的关系。分辨率分别为640 * 480，1280 * 1024，和2560 * 2048的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存？ 3．画直线的算法有哪几种？圆圆弧的算法有哪几种？写一个画带线宽的虚线的程序。 4．写一个画饼分图的程序，用不同的颜色填充各个区域。 5．写一个显示一串字符的程序。 6．分别写出平移、旋转、缩放及其组合的变换矩阵。 7．如何用几何变换实现坐标系的变换？ 8．写出几种线裁剪算法；写出几种多边形裁剪算法。 9．写出Bezier曲线和面片的几种表达形式。 10．写出B样条的矩阵形式和调和函数。为什么使用非均匀有理B样条？ 11．简述边界表示法（BREP）实体构造表示法（CSG） 12．写出透视变换矩阵和各种投影（三视图、正轴测和斜投影）变换矩阵。 13．观察空间有哪些参数？其作用是什么？写出从物体空间坐标系到观察空间坐标系转换矩阵。 14．分别写出对于透视投影和平行投影的从裁剪空间到规范化投影空间的转换矩阵。 15．写出从规范化投影空间到图象空间的转换矩阵。 16．写出简单光反射模型近似公式，并说明其适用范围及能产生的光照效果。 17．写出线光源的光强公式及其积分算法。 18．试描述Witted光透射反射模型和Hall光透射模型。 19．写出光线跟踪算法。 20．写出光线与几种常见物体面的求交界法。 21．简述消隐算法的分类。 22．简述深度缓存算法及其特点。 23．简述点与多边形之间的包合性检测算法。 24．描述扫描线算法。 25．简述阴影生成算法的分类及各种算法。 四、考试样卷 请从以下每小题的所给A～D答案中选出一个正确答案： 1．计算机绘图设备一般使用什么颜色模型？ A）RGB；B）CMY：C）HSV；D）HLS 2．计算机图形显示器一般使用什么颜色模型？ A）RGB；B）CMY；C）HSV；D）HLS 3．分辨率为1024*1024的显示器各需要多少字节位平面数为24的侦级存？ A）512KB；B）1MB；C）2MB；D）3MB 学习数学是为了探索宇宙的奥秘。如所知，星球与地层、热与电、变异与存在的规律，无不涉及数学真理。如果说语言反映和揭示了造物主的心声，那么数学就反映和揭示了造物主的智慧，并且反复地重复着事物如何变异为存在地故事。数学集中并引导我们地精力、自尊和愿望去认识真理，并由此而生活在上帝地大家庭中。正如文学诱导人们地情感与了解一样，数学则启发人们地想象与推理。 大连民族学院本科毕业设计（论文） 基于安卓的"经营冷饮店"游戏设计 摘要 随着社会与科技的发展 人们越来越注重移动、便携与方便 而随着这股潮流的发展 手机应用游戏应运而生 安卓系统作为一个市场占有超过50%的手机平台 其应用游戏的发展非常迅猛 本论文提出一款基于安卓系统的"经营冷饮店"游戏设计并对其具体开发与实现进行了剖析 在游戏制作过程中 实现了用户与手机之间的良好的人机交互 使用户更好的参与到游戏中去 此款游戏为模拟经营类游戏 其内容主要包含"游戏开始" "选择游戏难度" "玩家进货、定价" "游戏主画面" "游戏结束"这5个模块 主要介绍了每个模块的功能 设计方法 模块和模块之间的逻辑结构和数据处理 本论文主要对此款游戏的总体设计 需求分析和内部数据的具体处理和计算进行了详细的阐述 并对游戏的具体设计与实现进行了简要的说明 在一定安卓理论的基础上 介绍了部分关键代码与关键函数的应用 对游戏中应用到的相关计算机图形学实现应用动画的过程做了具体介绍最后展示成果截图并对其进行简单介绍 然后论文进行整体总结与归纳 关键词：游戏；安卓；人机交互 The Subject of Undergraduate Graduation Project (Thesis) of DLNU Abstract With the development of society and technology growing emphasis as a market share over 50% of the mobile phone system the application of Android （1） 现在第几天 NowdateNum 1 总资金 sum_money 1000 甜甜圈售价 donut_money 2.1 计算机图形系统主要具有哪些功能？ 答案：1. 计算功能 2. 存储功能 3. 输入功能 4. 输出功能 5. 交互功能 2.5 分辨率为800×600，能显示216种颜色的显示器，至少需要选用帧缓存的容量为 （1）512KB （2）1MB （3）2MB （4）3MB 。 答案：（2） 2.7 灰度等级为256，分辨率为1024×768的显示器，至少需要选用帧缓存的容量为 （1）512K （2）1M （3）2M （4）3M 。 答案：（2） 3.4 多边形的顶点和点阵表示各有什么优缺点？ 答案：顶点表示是用多边形的顶点序列来描述多边形。该表示几何意义强、占内存少、几何变换方便；但它不能直观地说明哪些像素在多边形内，故不能直接用于面着色。 点阵表示用位于多边形内的像素的集合来描述多边形。该方法虽然没有多边形的几何信息，但便于用帧缓存表示图形，可直接用于面着色。 3.5 在多边形的扫描线算法中，是如何处理奇点的？ 答案：为使每一条扫描线与多边形P 的边界的交点个数始终为偶数，规定当奇点是多边形P 的极值点时，该点按两个交点计算，否则按一个交点计算。在实际计算过程中，可采用如下方法处理非极值点：若i P 是非极值点，则将i i P P 1-， 1+i i P P 两边中位于扫描线i y y =上方的那条边在i P 处截去一个单位长，这样就可以保证扫描线i y y =只和i i P P 1-，1 +i i P P 中的一边相交，只有一个交点。 3.6 任意给定五边形的五个顶点坐标，利用多边形填充的扫描线算法，编写程序生成一个实心五边形。 答案：（略） 3.11 解释走样和反走样的概念，以及反走样的几种表现形式。 答案：图形信号是连续的，而它们在光栅显示器上对应的图形则是由一系列相同亮度的离散像素组成。用离散的像素表示连续的直线或多边形的边界必然会引起图形的失真，即光滑的线段变成了阶梯的形状，这种现象就称为走样。用于减轻或消除这种效果的技术就称为反走样。 光栅图形的走样现象除产生阶梯状的边界外，还有图形的细节失真、狭小图形遗失等。 3.12 简要叙述几种反走样算法的原理和优缺点。 答案：1、提高分辨率的反走样算法 2、区域采样的反走样算法 3、加权区域采样的反走样算法 （具体原理、优缺点见课本） 4.2 写出下列二维图形变换的变换矩阵 (1). 沿x 轴正向移动一个绘图单位，同时，沿y 轴负向移动一个绘图单位。 '101'011x x y y ????????=+????????-????????,'101'01110011x x y y ?????? ??????=-???????????? ?????? (2). 绕原点逆时针旋转90度 '01'10x x y y -?????? =???????????? (3). 沿x 轴负向移动2个绘图单位，同时，沿y 轴正向移动2个绘图单位。 计算机图形学实验指导书 授课教师：臧辉 适用专业：计算机学院计算机科学技术 使用班级： 12软件工程 授课时间：2015春季 授课学时：40/30/10学时 使用教材：计算机图形学教程 王汝传编著 人民邮电出版社，2009年版 湖北理工学院计算机学院 实验教学进度表 实验一直线段的生成算法 一、实验目的及要求 1、掌握Bresenham算法的原理； 2、熟悉Bresenham算法的具体c语言实现； 3、掌握dda算法的原理； 4、熟悉dda算法的具体c语言实现。 二、实验学时 4学时 三、实验任务 1、Bresenham算法的c语言实现 2、DDA算法的c语言实现 四、实验重点、难点 对Bresenham算法的原理以及c语言程序的具体实现 (一)Bresenham算法的实现 #include 《计算机图形学》新版实验指导书
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