计算机图形学基础教程孔令德答案
计算机图形学基础教程孔令德答案
【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
1
2
【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。当时应用的是二维计算机辅助动画系统，比如加拿大的msgen系统和美国的caas系统。
第二阶段：快速发展阶段
70年代初，关于三维动画的研究拉开了序幕，虽然在当时已经开发了一些动画系统，但是并不具备实时处理能力，因此三维计算机动画并没有大量投入使用，只有一小批领导三维动画与图像的公司出现，在技术上也只完成了一些三维可明暗着色的系统。 80年代，优化了70年代出现的模型和阴影技术。直到80年代中后期，随着超级图形工作站的出现，术才终于达到实用商品化地步。比如 1993年上映的《侏罗纪公园》
图2-2 《侏罗纪公园》
第三阶段：鼎盛时期
90年代初，随着动力学仿真技术和三维仿真演员系统的出现，计算机动画技术被多次应用于电影特效
中，使得电影更加逼真。因为计算机动画技术的应用，1993年上映的《侏罗纪公园》引起了世界范围的轰动，影片中的特效是逆向运动学与计算机图像技术的完美结合，就算放到如今来看，如此的特效也十分出色。可以说，《侏罗纪公园》能被人奉为最经典的科幻片得益于计算机动画技术的应用。如今，计算机动画被广泛运用与影视作品中，比如在之前引起强烈反响的《阿凡达》中，由于三维动画特技制作所包含的数字模型构建、动画生成和场景合成三大环节，再加上三维扫描、表演动画等新技术，魔幻般的特技效果和庞大而逼真的动画场景呈现在众人面前。而在最近热映的《蓝精灵》中，那些可爱的蓝精灵也是运用了计算机动画技术制作而成的，从整体形象到脸部表情细节都栩栩如生，活泼逼真，深受大众喜爱。
图2-3 《蓝精灵》剧照
2-4 《最终幻想Ⅶ》
2.3计算机动画的软硬件要求
随着计算机发展，作为其领域的一个分支：计算机动画也不断在发展。在如今的时代，二维动画已不足为奇，三维动画甚至多维动画
已日趋显见。下面就以三维动画为例介绍一下计算机动画的软硬件
要求。
2.3.1硬件要求
电脑动画对硬件的要求是很高的。要知道，即使是最差的品牌图形
工作站都要4.5万元。要是用来制作电影，那就要求更高了。sgi公
司出的最新工作站可以支持128个cpu，256g内存，16g显存。这
种工作站当然不是用我们一般用的windows和3dsmax，它是用自
己的操作系统irix和图形软件)
cpu：电脑在进行3d动画的过程中需要大量的运算，它要对三维空
间中的每一个点，每一个线和面都要进行计算。它还要计算光影、
物体的运动。这就决定了它必须有一个强大的运算器。因此，我们
要购买较快的cpu，尤其是浮点运算力强的cpu，最好是双cpu。
显示卡：在3d技术发展的过程中，技术人员对显示卡的要求不再是光显示的作用，它还要分担很多原来cpu的工作。一个好的显示卡
并不能对最终的渲染提升速度，但是能够在您进行建模和动画中提
高显
示速度和不出现丢帧现象。3d开发者制定了一些标准，要求显示卡
要对其进行支持。只有支持这些标准的显示卡才能够流畅的显示出
3d效果。
显示器：由于3d动画制作过程中经常要从上中前几个方向观察物体，所以会经常要将一个显示器划分为几个画面，再加上工具栏，显示
器需要较大的才行。
鼠标：在显示器：由于01动画制作过程中经常要从上中前几个方向观察物体，所以会经常要将一个显示器划分为几个画面，再加上工
具栏，显示器需要较大的才行。
鼠标：在maya和:softimage中鼠标的中键作用非常大，一定要购
买真三键的鼠标，而且要灵活。
另外，硬件还包括电光骨骼系统、机械系统，以及三维激光扫描仪
等
2.3.2软件的要求
市面上的电脑3d动画软件中低档的有lightwave和3dsmax，高端的有maya和softimage还有hunidi等。于我们国内来说，用得最
多的要数3dsmax。
常见的3d软件：
【maya】maya是alias|wavefront(2003年7月更名为alias)公司
的产品，是世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。
【zbrush】zbrush 是一个数字雕刻和绘画软件，它以强大的功能
和直观的工作流程彻底改变了整个三维行业。在一个简洁的界面中，zbrush 为当代数字艺术家提供了世界上最先进的工具。
【3ds max】3d studio max，常简称为3ds max或max，是autodesk公司开发的基于pc系统的三维动画渲染和制作软件。其
前身是基于dos操作系统的3d studio系列软件，最新版本是2012。
2.4计算机动画的应用
计算机动画的应用领域非常广泛，有动画片制作，广告、电影特技，教学演示，训练模拟，作战演习，艺术品展示，产品模拟试验，电
子游戏等。
军事方面，计算机动画可以实时生成具有真实感的周围场景，还可
以对军械设备进行模拟实验。
建筑方面，计算机动画可以真实地模拟平面设计上的样图，从而生
成三维效果的建筑场景，通过对建筑场景的漫游可以直接了解到建
筑的构造和内外结构。
图2-5
游戏方面，几乎所有的场景、人物都是由计算机图形生成的，比如
任天堂的《final fantasy》，暴雪公
【篇三：模拟导弹的发射】
>报告
学生姓名:
学院: 班级: 题目:
学号：
模拟导弹的发射
职称
2016年6月17日
目录
-i-
一、选题背景
由于导弹武器系统涉及的仪器设备繁多、操作程序复杂、造价昂贵
且有一定的使用寿命等特点。用实装进行反复操作训练显得很不经
济且效率低下。高技术武器装备的半实物、全实物仿真模拟器的应
运而生。很好的解决了实装操作难等问题。通过对仿真模拟器的操
作可实现与实装操作同样的训练效果。模拟系统就是在此前提下开
发设计的，它完全以实际装备的操作规程为依据，能很好满足某导
弹发射设备操作训练之需。例如，一个基于adam -5000系列模块的rs -485总线分布式检测与控制系统的某导弹发射模拟系统。采用了
台湾研华公司生产的adam系列控制器作为控制节点，对模拟系统
中各操作单元进行分布式检测与控制，并采用了rs -485总线的网络
结构来满足各操作单元之间的网络通讯和数据交互，从而保证了模
拟系统的可靠性与实时性。在显示输出模块的设计中选用了计算机
视景仿真的方案来再现逼真的现场环境。
本系统利用vc++、mfc编程软件完成，使用高级图形工具opengl；来实现导弹发射的虚拟仿真，再现导弹发射过程以及导弹发射碰着
障碍物发生爆炸过程。
二、算法设计
2.1 战术导弹稳定控制系统数学模型
1) 导弹质心运动的动力学方程：
-1-
dt
?ysiv?zcosrv
2）导弹绕质心转动的动力学方程：
dtjx
3）导弹质心运动的运动学方程：
4）导弹绕质心转动的运动学方程：
5）质量变化方程：
-2-
dm
??mc dt
6）几何关系方程：
2.2 导弹发射模拟
导弹运动方程包含3个旋转运动和3个平移运动，是1个六自由度
方程。为了求解方便，本文采用2个坐标系来描述导弹的运动状态。
惯性坐标系：定义为固定不变与发射井相固联的参考坐标系统，符
合右手螺旋法则，不平移且不旋转，主要描述导弹空间位置。定义
如下：
原点为发射井中心；
x向弹体与障碍物水平方向相同； y向弹体与障碍物竖直平方向右侧； z向垂直向下。
弹体坐标系：与导弹固联，随弹体一起运动，主要描述导弹姿态。
定义如下：
原点为导弹质心；
x向与自由来流方向平行并指向头部；z向在导弹的纵向对称面内；垂直于x轴并指向下；
y向与x、z轴构成右手直角坐标系。
惯性坐标系与弹体坐标系之间通过欧拉角进行转换。
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