计算机图形学课程设计报告
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计算机图形学基础教程孔令德课后答案【篇一:大学计算机图形学课程设】息科学与工程学院课程设计任务书题目:小组成员:巴春华、焦国栋成员学号:专业班级:计算机科学与技术、2009级本2班课程:计算机图形学指导教师:燕孝飞职称:讲师完成时间: 2011年12 月----2011年 12 月枣庄学院信息科学与工程学院制2011年12 月20日课程设计任务书及成绩评定12【篇二:计算机动画】第一篇《计算机图形学》小结《计算机图形学》第一章:从计算机的辅助设计,艺术,和虚拟现实技术等方面介绍了计算机图形学的应用领域;接下了解了有关计算机图形学的概念和发展情况和图新显示器的发展和阴极射线管光栅扫描显示等的工作原理;最后介绍了图形学的最新技术。
第二章:介绍了面向对象程序设计,visual c++下的编程,主要基于mfc的编程,更重要的是绘制图形的方法。
第三章:图形的扫描与转换:主要分两部分,一是:直线,圆,和椭圆的扫描和转换中的一些重要而经典的算法。
二是:反走样技术,尤其,直线距离加权反走样的算法。
第四章:主要介绍了多边形填充,有多边形的的概述到有效边表填充,边缘填充,最后区域填充的原理和算法第五章:二维变换和裁剪:主要介绍了裁剪的方法:cohen sutherland算法是最著名的算法,除此之外还有重点分割裁剪算法,梁友栋——barsky算法。
第二篇计算机动画2.1计算机动画的概念:计算机动画是指采用图形与图像的处理技术,借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面,其中当前帧是前一帧的部分修改。
计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生下图1-1几幅图片就是用计算机动画(a)(b)(c)(d)图2-1 计算机动画示例2.2 计算机动画的发展:计算机动画的发展大致分为三阶段:第一阶段:初出茅庐阶段:20世纪60年代初。
第一部计算机动画片诞生,之后大约20年,二维动画是计算机动画研究的重心,同时,二维动画也被应用于教学演示和辅助传统的动画片制作。
2024计算机平面设计实习报告范文2024计算机平面设计实习报告范文精选6篇(一)尊敬的导师:您好!我是XXX,一名2024届计算机专业的学生,非常荣幸能有机会在您的指导下参与计算机平面设计的实习项目。
在这次实习中,我通过与企业合作,学习并实践了许多与计算机平面设计相关的理论知识和实际操作技巧,这在我未来的学习和职业发展中将起到非常重要的作用。
首先,在实习过程中,我学会了使用计算机平面设计软件,如Adobe Photoshop、Illustrator等。
通过对这些软件的学习和实践,我了解了它们的基本功能和应用方法,比如如何编辑图片,如何设计标志和海报等。
这些知识和技能对于我今后从事与平面设计相关的工作非常重要,因为平面设计是一个视觉艺术形式,需要通过软件工具来表达自己的创意和观念。
其次,在实习过程中,我还学到了与平面设计相关的美学原理和设计思维。
我了解到平面设计需要注重颜色搭配、排版布局、字体选择等方面,这些因素都会直接影响设计作品的效果和传达的信息。
通过学习美学原理和设计思维,我可以更好地把握设计的目标和要求,提高设计作品的质量和创造力。
此外,我还有机会参与了一些实际的平面设计项目,在团队合作中学会了与他人沟通、合作和协调。
在这个过程中,我深刻认识到设计不仅仅是个人创造的过程,还需要与客户进行有效的沟通和协商,了解他们的需求和要求,才能设计出满意的作品。
这也让我更加意识到平面设计的含义和责任,设计作品不仅仅需要满足美学的要求,还需要传达客户的意图和价值。
最后,通过这次实习,我也对自己的职业规划有了更加明确的认识。
我意识到计算机平面设计是一个非常有前景和发展潜力的行业,随着互联网和移动设备的普及,越来越多的企业和个人需要平面设计师来帮助他们展示产品和服务。
我希望将来能够成为一名优秀的平面设计师,为客户提供高质量的设计作品,并且不断学习和创新,跟上行业的发展动态。
总之,通过这次实习,我在计算机平面设计方面取得了很大的进步和收获。
计算机图形学研究报告计算机图形学是计算机科学的一个重要分支,它将复杂的数学原理应用于计算机系统,以创建有效的图形表现形式。
这项研究一直是计算机科学领域最重要的研究之一。
在过去的几十年里,计算机图形学在众多领域都发挥着重要作用,例如,它在多媒体、游戏开发和数据可视化领域均有所体现。
计算机图形学的研究主要集中在几个不同的方面,包括3D模型及其视觉表示、渲染算法、曲面建模、图形输入和交互设计等技术。
这些技术的目的在于更有效地将复杂的3D世界表示为可视化的图形表示形式。
渲染算法将3D图形转换为更加真实的2D图像,而图形输入将对象控制方式转化为可用于识别对象的模拟控制方式。
此外,计算机图形学还在电影制作、机器视觉及图像分析等领域中发挥重要作用。
电影制作中的建模和渲染技术可以帮助制作人员快速制作出高质量的电影。
机器视觉可以通过模拟视觉系统来识别和分析图像,从而实现机器自动控制。
在图像分析中,计算机图形学技术可以自动检测出图像中的特征,从而帮助进行精准的图像分割和物体识别。
随着计算机图形学技术的进一步发展,越来越多的新技术出现在日常生活中。
增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术的出现,尤其是新型AR / VR应用程序的开发,将会加速计算机图形学技术的发展。
此外,智能图像和视频分析技术也在蓬勃发展,其中大量利用计算机图形学技术。
这些可以应用于软件开发、医学成像、安全监控、无人机技术等多个行业,从而改善技术的效率,提高人类生活的质量。
综上所述,计算机图形学的发展不断推动着计算机科学的发展,它在多个领域均发挥着重要作用。
它是计算机及其相关科学领域的一个基本理论,并在诸多领域中不断发展壮大。
随着计算机技术的不断进步,计算机图形学技术也将得到进一步的发展,继续促进计算机科学的发展,并为人们带来更多的方便。
《电脑三维设计》实践报告范文下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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第1篇一、实验目的1. 熟悉电脑设计应用的基本操作和功能。
2. 掌握电脑设计软件的使用方法,提高设计水平。
3. 培养学生的创新思维和实际操作能力。
二、实验内容1. 实验环境:Windows 10操作系统,Adobe Photoshop CC 2019版本。
2. 实验内容:(1)界面熟悉打开Photoshop CC,观察并熟悉软件界面,了解工具栏、菜单栏、面板等基本元素。
(2)图层操作创建一个新文件,设置画布大小、分辨率和颜色模式。
创建图层,学习图层的创建、编辑、合并、删除等操作。
(3)绘图工具学习使用钢笔工具、矩形工具、椭圆工具等绘图工具,绘制简单图形。
(4)文字编辑使用文字工具输入文字,调整文字的字体、字号、颜色、对齐方式等。
(5)滤镜效果应用滤镜效果,如模糊、锐化、颜色变换等,对图像进行美化处理。
(6)图片合成导入两张图片,学习使用图层蒙版、混合模式等技巧进行图片合成。
(7)导出作品将设计好的作品导出为常用格式,如JPG、PNG等。
三、实验步骤1. 打开Photoshop CC,创建一个新文件。
2. 熟悉软件界面,了解工具栏、菜单栏、面板等基本元素。
3. 创建图层,学习图层的创建、编辑、合并、删除等操作。
4. 使用钢笔工具、矩形工具、椭圆工具等绘图工具,绘制简单图形。
5. 使用文字工具输入文字,调整文字的字体、字号、颜色、对齐方式等。
6. 应用滤镜效果,如模糊、锐化、颜色变换等,对图像进行美化处理。
7. 导入两张图片,使用图层蒙版、混合模式等技巧进行图片合成。
8. 将设计好的作品导出为常用格式,如JPG、PNG等。
四、实验结果与分析1. 通过本次实验,掌握了Photoshop CC的基本操作和功能。
2. 熟练使用图层、绘图工具、文字编辑、滤镜效果等功能,提高了设计水平。
3. 在图片合成过程中,学会了使用图层蒙版、混合模式等技巧,提高了作品的整体效果。
4. 实验过程中,遇到了一些问题,如图层蒙版的使用、混合模式的选择等,通过查阅资料和请教同学,成功解决了问题。
课题:三维水晶模型软流水线演示(开题报告)
小组成员:
杨秀隆23020092204185
魏陈强23020092204168
实验背景:
计算机图形学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。
实验思路和预期功能:
应用本学期学到的图形学方面的知识,构造出一个简单的3D水晶模型,其中性质、材质、颜色等属性可以自定义,模型包括线框模、单点双点光强插值模型、真实感光照模型等。
软流水线示意图如下:
未消隐水晶消隐水晶线多光源真实感功能包括如下几点:
(1)通过菜单控制显示未消隐水晶线框透视模型、消隐水晶线框透视模型、多光源真实感水晶模型。
(2)通过菜单控制播放水晶旋转动画。
(3)使用键盘方向键旋转水晶。
(4)使用鼠标滚轮放大或者缩小水晶。
cad课程设计报告本次课程设计是我在CAD课程学习中的一个重要环节,也是我在其中最为感兴趣的部分,下面我将对此进行详细的报告和分享。
首先,我们需要明确CAD的概念和应用范围。
CAD即计算机辅助设计,它采用计算机技术对各种设计过程进行计算机化辅助,包括自动绘图、自动尺寸标注等,实现了设计效率和准确性的提高,大大缩短了设计周期。
CAD广泛应用于制造、建筑、电子、服装、工艺美术等领域。
设计一:机械模型设计在CAD课程学习中,我们需要了解不同领域下的应用场景和实际需求。
其中一个重要的课程设计就是机械模型设计,它在制造业中应用广泛。
我所要完成的任务是在CAD软件中设计一个可以实现开合的机械模型。
在设计过程中,首先需要根据需求绘制机械模型的草图,并确定开合的运动方式。
然后,使用CAD软件对草图进行绘制,包括图形的建立、尺寸的标注等。
最后,进行实体建模,截面的建立和确定,获取立体图形,并进行开合的设置。
设计二:建筑设计另一个广泛应用CAD的领域是建筑设计,它能够帮助建筑师们快速、准确地展示和修改建筑设计。
我所要完成的任务是设计一个建筑物的效果图和平面图。
在设计过程中,需要首先获取建筑物的草图和模型,并确定各个房间或空间的分布和功能。
然后,使用CAD软件对平面图进行绘制,包括墙体、门窗、隔断等,并进行各种标注。
最后,进行立体建模,确定每个空间的高度和效果,得到建筑物的效果图。
设计三:电子电路设计CAD还可以应用于电子电路设计,通过CAD软件可以实现电路模型的快速建立和参数的计算,为电子类生产企业提高了工作效率和产品质量。
我所要完成的任务是设计一个简单的电子电路。
在设计过程中,首先需要确定电路的主要功能和组成,然后进行草图的绘制,并确定各个电子元件的选型和连接方式。
接着,使用CAD软件进行电路的建立,包括电源、电阻、线路等符号和连线。
最后,进行电路分析和计算,确定电路的参数和安全性。
总结通过这次CAD课程设计,我深刻感受到了CAD技术在各个领域中的广泛应用和重要性,同时也提高了我对CAD软件的理解和掌握。
实验1 OpenGL初识一、实验目的:熟悉编程环境;了解光栅图形显示器的特点;了解计算机绘图的特点;利用VC+OpenGL作为开发平台设计程序,以能够在屏幕上生成任意一个像素点为本实验的结束。
二、实验内容:(1)了解和使用VC的开发环境,理解简单的OpenGL程序结构。
(2)掌握OpenGL提供的基本图形函数,尤其是生成点的函数。
三、该程序的作用是在一个黑色的窗口中央画一个矩形、三角形和三个点,如图所示。
下面对各行语句进行说明:首先,需要包含头文件#include <GL/glut.h>,这是GLUT的头文件。
然后看main函数。
int main(int argc, char *argv[]),这个是带命令行参数的main函数。
这种以glut开头的函数都是GLUT工具包所提供的函数,下面对用到的几个函数进行介绍;1)glutInit,对GLUT进行初始化,这个函数必须在其它的GLUT使用之前调用一次。
其格式比较固定,一般都是glutInit(&argc, argv)就行;2) glutInitDisplayMode,设置显示方式,其中GLUT_RGB表示使用RGB颜色,与之对应的还有GLUT_INDEX(表示使用索引颜色)。
GLUT_SINGLE表示使用单缓冲,与之对应的还有GLUT_DOUBLE(使用双缓冲)。
更多信息,以后的实验教程会有讲解介绍;3) glutInitWindowPosition,设置窗口在屏幕中的位置;4) glutInitWindowSize,设置窗口的大小;5) glutCreateWindow,根据前述设置的信息创建窗口。
参数将被作为窗口的标题。
注意:窗口被创建后,并不立即显示到屏幕上。
需要调用glutMainLoop才能看到窗口;6) glutDisplayFunc,设置一个函数,当需要进行画图时,这个函数就会被调用。
(暂且这样理解);7) glutMainLoop,进行一个消息循环。
计算机图形学ComputerGraphics一、课程基本信息课程编号:111087适用专业:信息与计算科学专业课程性质:专业课开课单位:数学与数据科学学院学时:56(含实验学时16)学分:3.5考核方式:考试(平时成绩占总成绩的30%)先修课程:高级程序设计语言、数字图像处理、离散数学、概率论中文简介:计算机图形学是研究计算机生成、处理和显示图形的学科。
它的重要性体现在人们越来越强烈地需要和谐的人机交互环境:图形用户界面已经成为一个软件的重要组成部分,以图形的方式来表示抽象的概念或数据已经成为信息领域的一个重要发展趋势。
通过本课程的学习,使学生掌握计算机图形学的基本原理和基本方法,理解图形绘制的基本算法,学会初步图形程序设计。
二、教学目的与要求通过对本课程的教学,使学生学会分析研究计算机图形学的特性,以便为应用涉及的算法的生成、处理和显示图形。
包括掌握基于齐次坐标的二维、三维图形的几何变换原理;;基于几何造型的自由曲线、曲面的生成原理;基于分形几何学的分数维造型原理;基于图像空间和物体空间的三维物体动态原理;基于颜色模型、光照模型和纹理映射技术的真实感图形显示原理。
并初步掌握算法的分析技术。
培养学生的数据抽象能力,为今后学习打下坚实的基础。
学生学习本课程应掌握的方法与技能1、知识要求:学生通过学习该课程后主要应掌握以下内容:(1)掌握图形学的的基本原理和方法;(2)理解对各种图形数据类型的性质;(3)掌握处理各种图形学基本算法;2、素质要求学生通过学习该课程后能够运用图形的思想,针对不同模型的特性,能够选择适当的图形学算法,解决实际的问题。
3、能力要求学生通过学习该课程后能够应用一门程序设计语言进行各种图形应用系统的设计、开发及维护。
三、教学方法与手段在教学中将黑板、粉笔加教案的教学方法与多媒体教学相结合,将传统数学教学中不能直观表示的抽象概念、定理等通过图表、图像、动画等多媒体生动地表现出来,加深了学生的印象,使学生易于理解和掌握,激发学生的学习积极性,提高学生的学习兴趣;同时进行课堂提问和分组讨论,学生到黑板上做题并讲解等手段。
贵州大学实验报告
学院:计算机科学与信息学院专业:计算机科学与技术班级:101记为:G=A•M
可将其简记为:
上式是三次Hermite(Ferguson)曲线的几何形式。
几何系数是P0、P1、P’0、P’1。
构成该Bézier曲线的特征多边形,
Bézier曲线
样条曲线
B样条基函数代替Bernstein
样条曲线的突出优点是对曲线的局部修改功能,因为
,所以控制多边形的顶点对曲线的控制灵活而直观。
样条曲线的次数可根据需要指定,不像Bezier曲线的次数是由控制点的个数来确定。
阶数k,控制顶点数n+1,节点个数m+1,具有以下关系: m=n+k
记T为:Tn,k={ti}(ti≤ti+1 ,i=0,1,2,…,n,…,n+k)
(5). 3次Bézier曲面的矩阵表达式:Microsoft Visual Studio 6.0
2、在zjie_BView.h文件中声明成员函数和变量:
2.点击绘制三次B样条曲线:
三.绘制Bezier曲线:
1.点击绘制Bezier曲线:
、四次Bezier曲线:
点击绘制曲面:。
计算机图形学综合设计报告赣南师范学院数学与计算机科学学院一、程设计任务运用计算机图形学理论与技术设计程序,撰写课程设计报告。
在本学期(第16周)将程序(包括源代码、可执行程序)和设计报告刻录光盘,将设计报告的纸质打印稿上交老师。
二、可用的开发工具Turbo C、Visual C++/MFC、Delphi、Java、Visual Basic三、课程设计过程组织1. 每人一个题目,独立完成设计并撰写设计报告。
2. 从以下题目中任选题目设计程序。
3. 程序设计完成后需编写说明书。
说明内容包括:(1) 题目内容及要求,所用开发工具、程序的系统目的及基本功能模块介绍;(2)需求分析(系统分析及系统设计,具体做法可参阅《软件工程》);(3) 关键算法的理论介绍和程序实现步骤(自然语言描述+流程图);(4) 具体实现---类设计、功能设计、关键源代码实现说明(5) 运行调试与分析讨论---给出运行屏幕截图,分析运行结果,改进想法。
(6)设计体会与小结---设计遇到的问题及解决办法,通过设计学到了哪些新知识,巩固了哪些知识,有哪些提高,最后进行总结和评价。
(7)参考文献(必须按标准格式列出,可参考教材后面的参考文献格式)报告按规定排版打印,要求装订平整,否则要求返工;课设报告的装订顺序如下:封面---任务书---中文摘要---目录----绪论----正文----设计小结----参考文献----附录等;四.参考题目题目一:编一个小型图形输入程序。
(1~5人)功能要求:(1) 具有生成点、线、多边形、圆、椭圆及Bezier曲线等的功能;(2) 多边形由鼠标点击任意输入;(3)实现扫描线种子填充算法。
题目二:编一个窗视变换及线段裁剪程序。
(1~5人)功能要求:(1) 能够在屏幕上定义窗口,显示窗口区域;(2) 实现将屏幕上输入的直线被窗口裁剪的功能;(3) 设定视图区。
(4) 将裁剪后的直线再变换到视图区显示出来。
(5) 裁剪算法包括编码裁剪法、中点分割裁剪法,要求全部实现。
计算机绘图实验报告班级:0810901姓名:蔡育群学号:2009212409指导老师: 张开碧,李敏,禄盛实验一SolidWorks 入门一、实验目的及要求熟悉 SolidWorks 工作环境,通过图形绘制掌握基准面的概念及 SolidWorks 作图流程。
二、实验内容(一)“手镯”绘制(二)“斜板”绘制三、实验步骤(一)“手镯”绘制1. 选择前视基准面,以原点为圆心,绘制手镯路径草图并标注尺寸Φ60;2. 选择上视基准面,绘制手镯轮廓草图并标注尺寸Φ6;按下“ctrl”键同时单击选择Φ6 圆心和Φ60 轮廓,添加几何关系“穿透”。
3. 为便于观测将视图以等轴测方向显示;4. 扫描生成手镯;5. 设置实体颜色及材质。
(二)“斜板”绘制6. 选择前视基准面;7. 绘制中心线;(草图绘制实体--->中心线)8. 绘制Φ35,Φ60 两圆并且标注两圆中心距尺寸 100;(草图绘制实体--->圆;标注尺寸--->智能尺寸)9. 绘制直线;添加相切几何关系;(草图绘制实体--->直线)10. 添加相切几何关系;(按下 ctrl 键,在右侧激活的属性栏中单击需要添加的几何关系)11. 裁直线;(草图绘制工具--->裁剪,选择裁剪到最近端选项)12. 镜像直线;(草图绘制工具--->镜像,正确选择镜像点和要镜像的实体)13. 裁剪圆弧;(草图绘制工具--->裁剪,选择裁剪到最近端选项)414. 删除直径尺寸;标注半径尺寸;(选中直径尺寸后按下 delete 键删除;标注尺寸---> 智能尺寸)15. 拉伸生成斜板四、实验心得与思考solidworks是一款很好的画图软件,跟我以前接触到的autocad不一样的是,solidworks 是直接根据草图画三维的图像的,这一点比autocad有趣的多些.实验二草图绘制一、实验目的及要求熟练掌握草图绘制工具的操作方法;掌握尺寸的标注、修改方法;掌握几何关系的添加、删除、修改方法;二、实验内容(一)“烛台草图”绘制(二)“壳体”绘制三、实验步骤(一)“烛台”绘制先打开solidworks,然后画好草图,然后标注尺寸;画中心线;然后退出草图,旋转草图;(二)“壳体”绘制先画好草图,然后标注好相应的尺寸,标注尺寸的时候要注意,千万不要过定义;然后退出草图,拉伸草图;四、实验心得与思考1. 草图的构成:草图中包含的三方面信息为形状、几何关系、尺寸标注。
计算机图形学研究报告计算机图形学是一门新兴的计算机科学,它以复杂而多变的运算和图形技术为基础,应用于电影制作、游戏开发、科学计算和虚拟环境等几乎所有领域。
如今,计算机图形学技术在计算机领域中发挥着越来越重要的作用,成为计算机科学研究的重要领域。
本文将简要介绍计算机图形学研究的现状,分析其最新研究成果,并提出未来可能的研究方向。
一、计算机图形学的研究进展计算机图形学是一门以图形处理为中心的计算机科学,它应用于各类现代计算机系统,包括虚拟现实系统、图形用户界面、图形编辑器等等,也是计算机视觉和人工智能研究中重要的一个组成部分。
在过去的几十年里,计算机图形学的研究取得了巨大的成就,主要表现在三方面:(1)图形系统的构建。
对图形技术的研究,取得了令人瞩目的成果,计算机技术得以不断拓展,形成了一种复杂而全面的图形系统,这使得计算机图形学的应用变得更加广泛。
(2)图形处理技术取得重大突破。
近些年来,研究开发出了一系列新的图形处理技术,其中包括三维重建、图像识别和实时渲染等,这些技术已经广泛应用于计算机图形学的应用开发中。
(3)虚拟现实技术的发展。
近年来,随着虚拟现实系统的发展,计算机图形学在虚拟现实领域也发挥了重要作用,如虚拟现实中的三维场景和动画制作等等。
二、计算机图形学的最新研究成果近年来,计算机图形学取得了许多有益的研究成果,其中包括:(1)图形建模技术的发展。
图形建模技术可以将真实世界中的物体和现象精确的仿真,进而进行分析和计算,从而获得精确的结果。
(2)图形处理器的研究。
图形处理器的研究已经取得了一定的成果,它们可以提高图形处理的速度和效率,有助于提升图形技术的性能。
(3)计算机视觉的发展。
计算机视觉技术的发展,使得计算机可以分析和处理图像信息,从而实现计算机自动化。
三、未来计算机图形学可能研究方向计算机图形学是一门年轻而发展迅速的研究领域,未来可能的研究方向有:(1)计算机虚拟环境技术的进一步发展。
opgl课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解OpenGL基本概念,掌握OpenGL编程的基本框架和流程。
2. 学习OpenGL中的基本图形绘制方法,包括点的绘制、线的绘制和多边形的绘制。
3. 掌握OpenGL中的坐标变换、投影变换和视图变换。
技能目标:1. 能够使用OpenGL库编写简单的图形绘制程序。
2. 能够运用坐标变换、投影变换和视图变换进行三维场景的渲染。
3. 能够解决OpenGL编程中遇到的基本问题,具备一定的调试能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对计算机图形学的兴趣,激发他们探索三维图形世界的热情。
2. 培养学生的团队协作精神,使他们学会与他人共同解决问题。
3. 培养学生的创新意识,鼓励他们勇于尝试,不断优化自己的程序。
本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标。
通过本课程的学习,学生能够掌握OpenGL的基本知识,具备一定的三维图形编程能力,并在实践中培养良好的情感态度价值观。
后续的教学设计和评估将围绕这些具体的学习成果展开。
二、教学内容1. 第一章节:OpenGL概述- 了解OpenGL的发展历程、特点和应用领域。
- 掌握OpenGL的基本架构和编程环境配置。
2. 第二章节:OpenGL基本图形绘制- 学习点的绘制、线的绘制和多边形的绘制方法。
- 掌握颜色、纹理和光照在图形绘制中的应用。
3. 第三章节:坐标变换与投影- 学习二维和三维坐标变换,包括平移、旋转、缩放等。
- 掌握正交投影和透视投影的原理和实现方法。
4. 第四章节:视图与视口- 理解视图和视口的概念,学习如何设置视图和视口。
- 掌握视图变换和视口变换在场景渲染中的应用。
5. 第五章节:OpenGL实用技巧与优化- 学习OpenGL中的实用技巧,如反走样、深度测试等。
- 掌握OpenGL程序的性能优化方法。
教学内容安排和进度:- 第1周:第一章节,了解OpenGL概述。
- 第2-3周:第二章节,学习基本图形绘制。
课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 一、设计内容与要求 1.1、设计题目 算法实现时钟运动 1.2、总体目标和要求 (1)目标:以图形学算法为目标,深入研究。继而策划、设计并实现一个能够表现计算机图形学算法原理的或完整过程的演示系统,并能从某些方面作出评价和改进意见。通过完成一个完整程序,经历策划、设计、开发、测试、总结和验收各阶段,达到巩固和实践计算机图形学课程中的理论和算法;学习表现计算机图形学算法的技巧;培养认真学习、积极探索的精神。 (2)总体要求:策划、设计并实现一个能够充分表现图形学算法的演示系统,界面要求美观大方,能清楚地演示算法执行的每一个步骤。 (3)开发环境:Viusal C++ 6.0 1.3、设计要求 内容: (1)掌握动画基本原理; (2)实现平面几何变换; 功能要求: (1)显示时钟三个时针,实现三根时针间的相互关系; 课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 (2)通过右键菜单切换时钟背景与时针颜色; 1.4设计方案 通过使用OpenGL提供的标准库函数,综合图形学Bresenham画线和画圆的算法,OpenGL颜色模型中颜色表示模式等实现指针式时钟运动,并通过点击右键菜单实习时钟背景与时针颜色的转换。根据Bresenham画线和画圆的算法,画出时钟的指针和表盘。再根据OpenGL颜色模型定义当前颜色。设置当时钟运行时交换的菜单,运行程序时可变换时钟背景与时针的颜色。最后再设置一个恢复菜单恢复开始时表盘与指针的颜色。课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 二、总体设计 2.1、过程流程图 开始
画线 画椭圆
预定义表盘、各指针的颜色
右键恢复菜单可以恢复表盘及各指针原来颜色
结束
画表盘及各指针
右键设置背景色菜单可以改变表盘颜色 右键设置时针颜色菜单可以改变时针颜色 右键设置分针颜色菜单可以改变分针颜色 右键设置秒针颜色菜单可以改变秒针颜色 课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 2.2、椭圆的中点生成算法 1、椭圆对称性质原理: (1)圆是满足x轴对称的,这样只需要计算原来的1/2点的位置; (2)圆是满足y轴对称的,这样只需要计算原来的1/2点的位置; 通过上面分析可以得到实际上我们计算椭圆生成时候,只需要计算1/4个椭圆就可以实现对于所有点的生成了。 2、中点椭圆算法内容: (1)输入椭圆的两个半径r1和r2,并且输入椭圆的圆心。设置初始点(x0,y0)的位置为(0,r2); (2)计算区域1中央决策参数的初始值 p = ry*ry - rx*rx*ry + 1/4*(rx*rx); (3)在区域1中的每个Xn为止,从n = 0 开始,直到|K|(斜率)小
于-1时后结束; <1>如果p < 0 ,绘制下一个点(x+1,y),并且计算 p = p + r2*r2*(3+2*x); <2>如果P >=0 ,绘制下一个点(x+1,y-1),并且计算 p = p + r2*r2*(3+2*point.x) - 2*r1*r1*(y-1) (4)设置新的参数初始值; p = ry*ry(X0+1/2)*(X0+1/2) + rx*rx*(Y0-1) - rx*rx*ry*ry; (5)在区域2中的每个Yn为止,从n = 0开始,直到y = 0时结束。
<1>如果P>0的情况下,下一个目标点为(x,y-1),并且计算 p = p - 2rx*rx*(Yn+1) + rx*rx; 课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 <2>如果p<=0的情况下,下一个目标点为(x+1,y-1),并且计算 p = p - 2rx*rx*Y(n+1) + 2ry*ry*(Xn+1)+rx*rx; (6)更具对称性原理计算其他3个象限的坐标。
(7)急速拿出中心位置在(x1,y1)的位置x = x + x1; y = y + y1; 2.3、直线的Bresenham算法原理 这种生成直线的算法与数值微分法类似,每次迭代在增量最大方向上均走一步,其方向由增量的正负而定;另一方向上是否也走,取决于计算出来的误差项,误差项所记录的方向同最大增量方向垂直。下面讨论误差项,如图1 所示。
图1 误差项计算示意图 设图1 中直线满足:01xy,即:01m,所以X为最大增
量方向,有1ix-ix=1,故有每点的坐标计算:111iiiiyymxx (4) 因此直线上点的显示坐标为[ix,round(iy)],round(iy)表示最靠近y的整数。从图1可以看出,对于计算出来的(ix,iy)点,iy的课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 取之为riy,;计算出来的( 1ix,1iy)点,1iy的取值为1,iry。其根据就是因为iy更靠近riy,,1iy更靠近1,iry。 图1 中A点为1,iry与riy,的中心点,计算BC长度,若值大于0.5,说明在A点之上,应取1,iry,否则取riy,值。 设误差:11,()0.5iiirxyy (5) 当1()ix0,B点在A点上方,有1,,1iriryy;当1()ix<0,B点在A点下方,有1,,iriryy。 由公式(4)(5)得:
221,()0.5iiirxyy
11,0.5iirymy
1,11,110.5()00.5()0iiriiiriyymxyymx
1111()1()0()()0iiiixmxxmx
(6)
2.4、图形变换基本原理 1、平移变换 平移变换函数如下: void glTranslate{fd}(TYPE x, TYPE y, TYPE z); 三个函数参数就是目标分别沿三个轴向平移的偏移量。这个函数课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 表示用于这三个偏移量生成的矩阵乘以当前矩阵。当参数是(0.0,0.0,0.0)时,表示对函数glTranslate*()的操作是单位矩阵,也就是对物体没有影响。 2、旋转变换 旋转变换函数如下: Void glRota{fd}TYPE angle, TYPE x, TYPE y, TYPE z); 函数中第一个参数是表示目标沿从点(x,y,z)到原点方向逆时针旋转的角度,后三个参数是旋转的方向点坐标。这个函数表示用这四个参数生成的矩阵乘以当前矩阵。当角度参数是0.0时,表示对物体没有影响。 3、比例变换 比例变换函数如下: Void glScale{fd}(TYPE x, TYPE y, TYPE z); 单个函数参数值就是目标分别沿三个轴方向缩放的比例因子。这个函数表示用这三个比例因子生成的矩阵乘以当前矩阵。这个函数能完成沿相应的轴对目标进行拉伸、压缩和反射三项功能。以参数x为例,若当x大于1.0时,表示沿x方向拉伸目标;若x小于1.0,表示沿x轴方向收缩目标;若x=-1.0表示沿x轴反射目标。其中参数为负值时表示对目标进行相应轴的反射变换。 课题名称:算法实现时钟运动 学号:1516353011 姓名:刘轶男 三、详细设计
3.1、主程序代码及解释 #include "stdafx.h" #include "Clock.h" #include "math.h" #include "ClockDoc.h" #include "ClockView.h" #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CClockView IMPLEMENT_DYNCREATE(CClockView, CView) BEGIN_MESSAGE_MAP(CClockView, CView) //{{AFX_MSG_MAP(CClockView) ON_WM_TIMER() ON_WM_CREATE() ON_WM_CONTEXTMENU() //}}AFX_MSG_MAP // Standard printing commands ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT, CView::OnFilePrint) ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_DIRECT, CView::OnFilePrint) ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_PREVIEW, CView::OnFilePrintPreview) ON_COMMAND(ID_CONTEXT_BK,OnContextBK) ON_COMMAND(ID_CONTEXT_HOUR,OnContextHour) ON_COMMAND(ID_CONTEXT_MINUTE,OnContextMinute) ON_COMMAND(ID_CONTEXT_SECOND,OnContextSecond) ON_COMMAND(ID_CONTEXT_RESTORE,OnContextRestore) END_MESSAGE_MAP()