计算机图形学课程设计报告

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计算机图形学

课程设计报告

设计课题：

专业班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

设计时间：2018.12.06

中南林业科技大学涉外学院理工系计算机图形学课程设计任务书

指导教师：廖宁教研室主任：

2018年12月06 日注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。

课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。

目录

一．设计目的……………………………………………………………二．设计要求……………………………………………………………

1.构建基础类……………………………………………………

2.构建直线类……………………………………………………

3.构建变换类……………………………………………………

4.构建填充类……………………………………………………

5.构建光照类……………………………………………………三．开发环境…………………………………………………………四．详细设计

五．源程序

六．程序运行效果图

七．总结

设计目的

?培养对图形建模、变换、投影、消隐、光照原理的理解和应用。

?培养图形类的编程能力。

?培养计算机图形学应用软件开发的能力。

设计要求

深入研究计算机图形学的生成原理，设计算法实现具体的类。

1.构建基础类

实现CP2类绘制二维点；实现CP3类绘制三维点；实现CRGB 类处理RGB颜色；实现CVector类处理矢量。

2.构建直线类

实现CLine类绘制任意斜率的直线、实现CALine类绘制任意斜率的反走样直线、实现CCLine类绘制任意斜率的颜色渐变直线、实现CACLine类绘制任意斜率的反走样颜色渐变直线。

3.构建变换类

实现CTransForm完成二维和三维图形变换。

4.构建填充类

实现CFill类使用有效边表算法填充多边形、实现CZBuffer类进行深度缓冲消隐，并使用Gouraud和Phong明暗处理填充图形面片。

5.构建光照类

实现CLight类设置点光源、实现CMaterial类设置物体材质、实现CLighting类对物体实施光照。

开发环境

Viusal C++ 6.0的MFC框架。

详细设计

1.利用函数Ellipse画出人物的脸，并用给脸填充颜色。再利

用Ara画出人物的嘴巴。CRect确定人物的眼睛，给眼睛

填充颜色。利用画笔画出人物的鼻子。

2.添加ddaline（）成员函数，编写自定义的成员函数ddaline

（）程序，编写OnDraw（）函数，画出人物的脚和脚趾。

3.添加星星star（）成员函数，编写自定义的成员函数star

（）程序，确定五角星的位置、大小和颜色。

4.添加五环circle（）成员函数，并利用colorcircle（）函数

给五环上色。

5.添加旗子flayA()、flayB()成员函数，确定旗杆的位置，用四

点坐标设置旗子的范围，将星星和五环置于旗子中。

源程序

// Yzg20166989View.cpp : implementation of the CYzg20166989View class

//

#include "stdafx.h"

#include "Yzg20166989.h"

#include "math.h"

#include "Yzg20166989Doc.h"

#include "Yzg20166989View.h"

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_NEW

#undef THIS_FILE

static char THIS_FILE[] = __FILE__;

#endif

/////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////

// CYzg20166989View

IMPLEMENT_DYNCREATE(CYzg20166989View, CView)

BEGIN_MESSAGE_MAP(CYzg20166989View, CView)

//{{AFX_MSG_MAP(CYzg20166989View)

// NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.

// DO NOT EDIT what you see in these blocks of generated code!

//}}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)

END_MESSAGE_MAP()

/////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////

// CYzg20166989View construction/destruction

CYzg20166989View::CYzg20166989View()

{

// TODO: add construction code here

}

CYzg20166989View::~CYzg20166989View()

{

}

BOOL CYzg20166989View::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs)

{

// TODO: Modify the Window class or styles here by modifying

// the CREATESTRUCT cs

return CView::PreCreateWindow(cs);

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////

// CYzg20166989View drawing

void CYzg20166989View::OnDraw(CDC* pDC)

{

CYzg20166989Doc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

// TODO: add draw code for native data here

AfxGetMainWnd()->SetWindowText("20166989 尹志刚");

graph(pDC,0,0);

CRect rect(200,120,430,350);

CRect rect1(250,195,275,220);

CRect rect2(355,195,380,220);

CBrush nBrush(RGB(0,255,255)),*pOldnBrush; pOldnBrush=pDC->SelectObject(&nBrush); pDC->Ellipse(200,120,430,350);

pDC->SelectObject(pOldnBrush);

CBrush Brush(RGB(0,0,0)),*pOldBrush; pOldBrush=pDC->SelectObject(&Brush); pDC->RoundRect(rect1,CPoint(200,200)); pDC->RoundRect(rect2,CPoint(200,200)); pDC->SelectObject(pOldBrush);

CBrush mBrush(RGB(255,255,0)),*pOldmBrush; pOldmBrush=pDC->SelectObject(&mBrush); pDC->Arc(250,275,380,355,295,285,335,285); pDC->SelectObject(pOldmBrush);

CPoint p1(305,295),p2(325,295);

CPen Pen,*pOldPen;

Pen.CreatePen(PS_SOLID,3,RGB(0,0,0));

pOldPen=pDC->SelectObject(&Pen);

pDC->MoveTo(p1);

pDC->LineTo(p2);

pDC->SelectObject(pOldPen);

pDC->SetTextColor(RGB(0,0,255));

pDC->TextOut(225,20,"同一个世界，同一个梦想");

ddaline(pDC,225,305,225,450,RGB(255,0,0)); ddaline(pDC,405,305,405,450,RGB(255,0,0)); ddaline(pDC,225,450,225,460,RGB(0,0,0));

ddaline(pDC,225,450,215,460,RGB(0,0,0));

ddaline(pDC,225,450,235,460,RGB(0,0,0));

ddaline(pDC,405,450,405,460,RGB(0,0,0));

ddaline(pDC,405,450,395,460,RGB(0,0,0));

ddaline(pDC,405,450,415,460,RGB(0,0,0));

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////

// CYzg20166989View printing

BOOL CYzg20166989View::OnPreparePrinting(CPrintInfo* pInfo) {

// default preparation

return DoPreparePrinting(pInfo);

}

void CYzg20166989View::OnBeginPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/)

{

// TODO: add extra initialization before printing

}

void CYzg20166989View::OnEndPrinting(CDC* /*pDC*/, CPrintInfo* /*pInfo*/)

{

// TODO: add cleanup after printing

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////

// CYzg20166989View diagnostics

#ifdef _DEBUG

void CYzg20166989View::AssertValid() const

{

CView::AssertValid();

}

void CYzg20166989View::Dump(CDumpContext& dc) const

{

CView::Dump(dc);

}

CYzg20166989Doc* CYzg20166989View::GetDocument() // non-debug version is inline

{

ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CYzg201

66989Doc)));

return (CYzg20166989Doc*)m_pDocument;

}

#endif //_DEBUG

/////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////

// CYzg20166989View message handlers

void CYzg20166989View::ddaline(CDC *pDC, int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color)

{

int length,i;

double x,y,dx,dy;

length=abs(x1-x0);

if(abs(y1-y0)>length)

length=abs(y1-y0);

dx=(x1-x0)/length;

dy=(y1-y0)/length;

x=x0+0.5;

y=y0+0.5;

for(i=1;i<=length;i++)

{

pDC->SetPixel((int)x,(int)y,color);

x=x+dx;

y=y+dy;

}

}

void CYzg20166989View::flagA(CDC *pDC, int x, int y) {

CBrush

redBrush(RGB(0xFF,0,0)),

yellowBransh(RGB(0xFF,0xff,0)),

woodBrash(RGB(180,180,180)),

*oldBrush;

oldBrush=pDC->SelectObject(&redBrush);

pDC->Rectangle(x+20,y+0,x+140,y+70);

pDC->SelectObject(&woodBrash);

pDC->Rectangle(x+15,y+0,x+20,y+100);

pDC->SelectObject(&yellowBransh);

pDC->SetPolyFillMode(WINDING);

star(pDC,x+40,y+20,10);

star(pDC,x+60,y+13,6);

star(pDC,x+62,y+30,6);

star(pDC,x+55,y+43,6);

star(pDC,x+40,y+48,6);

pDC->SelectObject(oldBrush);

}

void CYzg20166989View::flagB(CDC *pDC, int x, int y) {

CBrush

woodBrash(RGB(180,180,180)),

*oldBrush;

pDC->Rectangle(x+85,y+0,x+205,y+70);

oldBrush=pDC->SelectObject(&woodBrash);

pDC->Rectangle(x+205,y+0,x+210,y+100);

pDC->SelectObject(oldBrush);

CPen

p1(PS_SOLID,2,RGB(0x09,0x51,0xA0)),

p2(PS_SOLID,2,RGB(0x05,0x05,0x05)),

p3(PS_SOLID,2,RGB(0xFE,0x01,0x00)),

p4(PS_SOLID,2,RGB(0xFC,0xFD,0x04)),

p5(PS_SOLID,2,RGB(0x30,0xA0,0x2D));

colorCircle(pDC,&p1,x+60+65,y+30,10);

colorCircle(pDC,&p2,x+82+65,y+30,10);

colorCircle(pDC,&p3,x+104+65,y+30,10);

colorCircle(pDC,&p4,x+70+65,y+46,10);

colorCircle(pDC,&p5,x+92+65,y+46,10);

}

void CYzg20166989View::star(CDC *pDC, int x, int y, int r) {

CPoint stars[5];

const double PI=3.1415926;

double alpha=PI/10;

double beta=2*PI/5;

for(int i=0;i<5;i++) {

stars[i].x=ceil(r*cos(i*beta+alpha))+x;

stars[i].y=ceil(r*sin(i*beta+alpha))+y;

}

CPoint starx[5]={

stars[0],

stars[2],

stars[4],

stars[1],

stars[3],

};

pDC->Polygon(starx,5);

}

void CYzg20166989View::colorCircle(CDC *pDC, CPen *pen, int x, int y, int r)

{

CPen *old;

old=pDC->SelectObject(pen);

circle(pDC,x,y,r,FALSE);

pDC->SelectObject(old);

}

void CYzg20166989View::circle(CDC *pDC, int x, int y, int r, BOOL fill)

{

if (fill==TRUE) {

CBrush newBrush,*oldBrush;

newBrush.CreateSolidBrush(RGB(0X33,0X33,0X33));

oldBrush=pDC->SelectObject(&newBrush);

pDC->Ellipse(CRect(x-r,y-r,x+r,y+r));

pDC->SelectObject(oldBrush);

}else{

pDC->Ellipse(CRect(x-r,y-r,x+r,y+r));

}

}

void CYzg20166989View::graph(CDC *pDC, int x, int y) {

flagA(pDC,x+360,y+42);

flagB(pDC,x+40,y+44);

}

程序运行效果图

总结

通过课程设计项目的设计、开发、测试、总结和验收各阶段，深入理解计算机图形学课程中的理论和算法，学习计算机图形学相关类的编程技巧，初步掌握游戏开发的前期技能。