计算机图形学实验指导书(张建中)180份
《计算机图形学》上机实验指导1
KMUSTTeaching Records昆明理工大学《上机实验指导书》课程名称：计算机图形学所在系（部）：国资院测绘系学年学期： 2012 — 2013 学年第 2 学期授课专业班级：地信101/土管101/测绘101 班级人数： 27/24/56 讲授教师：李向新教材名称：计算机图形学课程总学时： 64 ；总学分：理论学时: 38 ；实验（或实践）学时: 上机学时: 32 ；辅导（或答疑）学时: 系主任签章：第1部分计算机图形学上机实验大纲1.1 目的与任务计算机图形学上机是计算机图形学课程的组成部分之一，是掌握计算机图形学课程内容的一个重要实践环节。
通过上机实验，一方面可以让学生巩固课堂所学的计算机图形学基础理论，另一方面能让学生掌握基本的OpenGL的编程方法及技能，掌握使用OpenGL绘制基本图形，进行2D及3D维图形变换，生成曲线曲面及构建具有真实感的3D场景。
1.2 基本要求1. 了解OpenGL在计算机图形学中的应用基础知识。
2. 掌握基本的OpenGL的编程方法及技能。
3. 学会使用OpenGL绘制基本图形。
4. 学会使用OpenGL进行2D及3D维图形变换、生成曲线曲面及构建具有真实感的3D场景。
1.3 内容及学时安排上机1：glut工具包的安装及使用 2学时上机2：OpenGL编程练习 2学时上机3：OpenGL中基本几何图形的绘制 2学时上机4：二维图形变换编程练习 2学时上机5：交互式绘图技术编程练习 2学时上机6：三维图形变换编程练习 2学时上机7：OpenGL三维物体表示编程练习 2学时上机8：真实感图形的生成与处理上机 2学时合计 16学时1.4 教学参考书(1) 成思源等编著：计算机图形学，冶金工业出版社，2003.(2) (美)安杰尔（Edward Angel）著；李桂琼，张文祥译: OpenGL程序设计指南（第二版），北京:清华大学出版社，2005.(3) Edward Angel: Interactive Computer Graphics—A Top-Down Approach withOpenGL, Third Edition, Pearson Education, Inc., 2003.(4) F.S. Hill, JR：Computer Graphics Using OpenGL Second Edition, PearsonEducation, Inc., 2003.(5) James D. Foley et al.: Computer Graphics—Principles and Practice, SecondEdition in C, Pearson Education, Inc., 2002.(6) 朱家义：Visual C++程序设计，机械工业出版社，2003。
计算机图形学上机实验指导
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。
计算机绘图认证实训指导书
《建筑CAD》实验指导书一、基本要求要求学生比较系统地理解AutoCAD 2006的功能和在设计中的应用技术，掌握其使用的基本命令、基本方法，要求学生具有将专业设计需求与软件功能有机结合的能力，要求学生达到综合运用所学的知识、方法，提高本专业设计应用与开发能力。
二、基本实验内容实验一计算机绘图基本操作一、实验目的1、了解安装AutoCAD 2006系统所需的硬件配置和软件环境，练习AutoCAD软件的启动和退出。
2、熟悉AutoCAD 2006的基本术语与现有知识的关联和用户界面，练习AutoCAD命令的输入方式，全面了解菜单结构和使用方法。
熟悉菜单的使用，如面向对象的快捷菜单、下拉菜单、工具条等。
3、理解和使用基本的图形样板，创建自己的样板文件。
4、熟悉在线帮助和实时助手的使用。
5、掌握在绝对坐标、相对坐标、极坐标下的坐标输入方法，直接距离输入法。
6、练习直线（line）、圆（circle）命令的操作。
二、实验内容1、AutoCAD界面介绍、菜单条、主工具条、工具条的显隐、绘图区、状态栏、命令行、视图操作、 AutoCAD坐标、系统、 AutoCAD命令执行方式、对象的选择和删除、状态行：各按钮的用法。
2、设置绘图环境，分别创建A0—A4图纸的样板文件。
绘制下列图形。
实验二图层的设定一、实验目的1、创建和管理图层以及其它对象特性。
2、掌握设置对象的特性，如图层、颜色、线型和线宽及用对象特性管理器修改对象的特性，以及对象特性在设计数据表达中的作用。
3、掌握AutoCAD 2006中精确绘图的技巧以及对象几何特征点捕捉的功能，如栅格、正交、自动捕捉、目标捕捉等。
二、实验内容1、绘制标题栏2、图层样式管理器及层的设定3、绘制第2章上机题。
实验三基本绘图和基本编辑操作一、实验目的1、掌握绘制直线、圆、弧、椭圆、矩形、正多边形、多段线、样条曲线、圆环和点等命令的操作。
2、掌握基本的图形编辑功能，如取消、重复、删除、移动、旋转、复制、镜像、阵列、剪切、延伸、圆角和倒角等。
计算机图形学实验指导书
《计算机图形学》实验指导书华南农业大学信息学院信息学院章晓华主编目录第一部分《计算机图形学》实验要求 (1)一、《计算机图形学》实验教学概述 (1)1、实验教学的基本情况 (1)2、实验教学的指导思想和教学目的 (1)3、实验项目表 (1)二、《计算机图形学》实验教学规范 (2)1、实验课的意义 (2)2、实验步骤 (2)3、实验报告(文档)规范 (2)4、实验考核 (3)第二部分实验内容 (4)实验一图元的生成算法 (4)实验二多边形填充 (7)实验三二维图形变换 (14)实验四直线Sutherland算法的实现 (22)实验五二维图形系统 (26)第一部分《计算机图形学》实验要求一、《计算机图形学》实验教学概述1、实验教学的基本情况课程总学时数：48学时；课程总学分：3学分实验总学时：16适用专业：信息学院计算机科学与技术、软件工程、网络工程专业，软件学院软件工程专业考核方式及方法：实际操作＋程序运行＋实验报告。
实验成绩、考勤及书面作业成绩组成平时成绩。
平时成绩占课程总成绩30％，考试成绩占课程总成绩70％。
成绩评定：在参考“难度系数”的基础上>=90——选做内容/必做内容功能完善，编程风格好，人机接口界面好；80~90——必做内容功能完善，完成部分选做内容，编程风格好，人机接口界面良好；70~80——完成必做内容，编程风格良好；60~70——能完成必做内容；<60——未按时完成必做内容，或者抄袭（含雷同者）。
2、实验教学的指导思想和教学目的1）指导思想：掌握计算机图形的生成技术和生成各种平面图形和简单立体图形的基本算法，掌握图形填充、裁剪、图形变换及图形消隐等计算机图形处理的基本方法，初步掌握用C++语言编写基本图形生成和处理程序的方法，为后续的课程奠定良好的基础。
2）教学目的：为了使学生在课程学习的同时，通过在具体的编程环境中的实际操作，对计算机图形学的基本概念和方法能有一个初步的了解，使学生加深了解和更好地掌握《计算机图形学》课程教学大纲要求的内容，并培养学生动手编程解决实际问题的能力，训练学生分析问题和调试程序的能力，锻炼学生撰写科技实验论文的能力。
《计算机图形学》课内实验指导书
“计算机图形学”课内实验指导书杨新宇西安交通大学计算机科学与技术系课程基本情况实验学时：8适用专业：计算机专业本科生先修课程：数据结构，Ｃ语言程序设计开课学院：电子与信息工程学院开课学期：第七学期参考书：·DONALD HEARN & M.PAULINE BAKER著，蔡士杰、吴春鎔、孙正兴等译，《计算机图形学（第二版）》，PRENTICE HALL&电子工业出版社，2002年·David F. Rogers主编，《Procedural Elements for Computer Graphics》，机械工业出版社，2002年课程简介本实验是对《计算机图形学》课的课内实践，完成基本几何图形（线、圆、椭圆）的绘制。
教学基本要求与成绩的考核与评定办法一、实验课教学基本要求1.根据题目要求的功能，独立完成，培养自己独立思考、独立解决问题的能力；2.同学之间可以讨论研究问题，互相交流经验体会，但不可照抄；3.记录保存好自己的设计资料数据，调试完成后要写出详细设计报告；4.任务完成后老师要逐个检查验收，并结合实际情况提问答辩。
二、实验成绩的考核与评定办法在实验过程中考察动手能力，依据提交的设计报告、结合验收的实际情况综合打分。
实验项目名称：直线的DDA算法实验目的：1．掌握直线的DDA算法的编程实现。
实验环境：Windows操作系统、VC编程环境。
实验要求：以绘图区域中心为(0,0)点。
要求能够输入任意两个端点的坐标。
实验内容提要：参考《计算机图形学基础》课程中的相关算法流程。
实验类型：设计性。
实验项目名称：直线的Bresenham画线算法实验目的：1．掌握直线的Bresenham算法的编程实现。
实验环境：Windows操作系统、VC编程环境。
实验要求：以绘图区域中心为(0,0)点。
要求能够输入任意两个端点的坐标。
实验内容提要：参考《计算机图形学基础》课程中的相关算法流程。
《计算机图形学》实验教学大纲
《计算机图形学》实验教学大纲《计算机图形学》实验教学大纲实验学时：32 实验个数：9实验学分： 1课程性质：专业任选课适用专业：软件工程教材及参考书：1.《计算机图形学实用技术》，陈元琰、张小竞编著，北京：科学出版社，20002.《计算机图形学》（第三版），孙家广等编著，北京：清华大学出版社，2000大纲执笔人：李晓宁大纲审定人：王玲一、实验课的性质与任务计算机图形学是一个令人兴奋并发展迅速的学科，但是学生在掌握中往往对图形学的复杂理论和方法不能真正理解和应用，造成了对计算机图形学这门课程的学习的局限。
本实验课程紧紧围绕计算机图形学的理论和基本算法，以Visual C/C++（或其他可视化语言）和OpenGL为开发平台，完成一系列图形试验，加深学生对图形学算法的理解，为不久的毕业设计和未来踏入社会可能面对的图形问题打下坚实的基础。
二、实验课程目的与要求1.实验目的：计算机图形学实验教学是为了将学生的计算机操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来，引导学生由浅入深地掌握计算机图形学理论与算法，使学生加深理解计算机图形学的基本概念、基本原理和基本算法；掌握和实现图形在计算机内显示的全过程，包括：基本图形的生成、坐标变换、图形投影、图形裁剪、图形消隐、基本的真实感显示。
掌握交互构图能力，具备工程应用的图形学基础。
2.实验要求：（以软件设计为主要表现形式）1)学生应该具有线性代数和C/C++的基础，有数据结构的相应知识。
2)上机前应准备好实验的程序设计算法描述与关键分析内容。
3)准备好程序测试数据和设备操作步骤，上机调试、运行。
4)完成每个实验后进行数据与程序对比分析。
5)写出实验报告（含实验题目，算法分析，源程序，测试情况和运行结果。
若实验未能通过，给出原因与今后改进措施）。
三、实验项目及内容提要四、实验内容安排：实验一OpenGL基础实验：简单图形的绘制和输出（验证性实验1学时）1.目的要求：学习基本的OpenGL图形绘制和输出函数，掌握使用VC++ + OpenGL开发图形程序的流程。
计算机图形学实验指导书
计算机图形学实验指导书【】第一章计算机图形学的软件开发环境计算机图形学中的程序都是用C语言编写的，Turbo C和Visual C++常见的两种C语言开发环境，Turbo C是在Dos环境下开发，而Visual C++是在Windows环境下开发。
1.1、在Turbo C环境下开发应用程序一些高级语言都扩充了图形功能，这使得用户可以不需配备专门的图形软件，就能在计算机上进行图形工作。
Turbo C 2.0包含有460多个库函数，其中有 70 多个图形函数，这些函数包括了绘图、处理图象及图素、屏幕及视图区控制、颜色及线型设置、状态查询和出错处理等，这使得 TurboＣ具有很强的图形功能。
１.图形显示器的工作方式IBM PC 机的显示器可以在两种基本视频方式下工作：一种是文本方式；另一种是图形方式。
( 1 )文本方式在文本方式下，屏幕上可以显示的最小单位是字符，字符在屏幕上以行、列排列，即我们通常见到的情况。
文本方式不同，屏幕上所显示字符的行数和列数也不一样，颜色也会有所区别。
Turbo C 支持 6 种不同的文本显示方式。
( 2 )图形方式在图形方式下，屏幕上可以控制的最小单元称作像素 ( pixel ) ，它是组成图形的基本元素，一般叫作“点”。
通常把屏幕上所包含像素的个数叫做分辨率。
分辨率越高，显示的图形越细致、质量越好，这是显而易见的。
在图形方式下，屏幕上每个像素的显示位置用点坐标系来描述。
在该坐标系中，屏幕左上角为坐标系的原点，坐标值为 ( 0 , 0 ) ; 水平方向为Ｘ轴，自左向右；垂直方向为Ｙ轴，自上向下。
见下图。
点坐标系中坐标值的范围决定于所用显示器的分辨率。
分辨率不同，水平方向上和垂直方向上的点数也不同，即其 maxx 、maxy 的数值不同。
就我们常用的 VGA 显示器来说，它通常所用的分辨率为6405480 ,即它的 maxx 值为 639 , maxy 的值为479。
２. 图形函数及其用法Turbo C 的图形函数均在一个头文件“ graphics.h” 中定义。
图形学实验指导书
第一部分绪论本指导书是根据《计算机图形学》课程实验教学大纲编写的，适用于计算机科学与技术的相关专业。
一、本课程实验的作用与任务计算机图形学是研究利用计算机来处理图形的原理、方法和技术的学科。
图形的处理包括了图形生成、图形描述、图形存储、图形变换、图形绘制、图形输出等等。
计算机图形学与计算机图形处理技术是许多重要应用领域的基础，图形技术已经交叉渗透到各个应用学科中。
通过理论学习，再通过相应的实践操作，可以让学生掌握计算机图形技术的知识，培养计算机图形处理的能力，熟悉计算机图形应用软件和系统的设计、使用和组织。
本实验课程的任务是让学生学会如何把书本上学到的知识用于解决实际问题，培养软件工作所需要的动手能力；另一方面，能使书本上的知识变“活”，起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。
二、本课程实验的基础知识本课程的主要讲授了计算机图形学的概念，研究内容和应用领域；图形（图像）信息的计算机处理；图形系统的组成和图形设备；图形基元及其属性的生成、操作和实现；图形操作与处理技术；二维及三维图形的表示、变换、窗口-视区变换等操作；图形的窗口与视区，图形的填充与剪裁，图段与图层处理；隐藏线、面消隐技术，计算机图形标准以及图形数据结构和图形程序设计等。
三、本课程实验教学项目及其教学要求第二部分基本实验指导实验一Window 图形编程基础一、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；二、实验原理在程序中，用户可以自己设定绘制图形的形状和画笔的颜色，需要有变量（m_UserColor）记录用户选择的颜色；同理，需要有变量（m_UserShape）记录用户选择的图形。
在基于Document-View 的程序中，应用程序几乎所有的绘制工作都是在视图类的OnDraw(CDC*pDC)函数中完成。
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《—计算机图形学—》
实验指导书
张建中编写
适用专业：计算机本科
安徽建筑工业学院电子与信息工程学院（部）
2006 年8 月
前言
本课程的基本内容介绍，通过学习学生需要掌握的基本知识。
为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上，训练和培养哪些方面的技能，设置的具体实验项目，其中哪几项实验为综合性、设计性实验。
各项实验主要了解、掌握的具体知识，训练及培养的技能。
本指导书的特点。
对不同专业选修情况说明。
实验_1_：规则曲线（标准函数图形）绘制编程
实验学时：2
实验类型：（演示、验证、综合、设计、研究）设计
实验要求：（必修、选修）必修
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生了解图形屏幕的特点、图形程序的框架以及如何构建平移坐标函数，使学生了解规则曲线的形成原理，培养学生独立思考的能力和对计算机图形学的认识，为以后的动画制作奠定基础。
二、实验内容
在屏幕特定位置建立坐标原点，构建平移坐标函数，绘制简单数学函数
（绘制图形为二次函数）。
三、实验原理、方法和手段
直线段的形成是由首尾点坐标通过直线函数绘制而成的，规则曲线即曲线上任意点都有严格的坐标数据，其形成原理通过相邻像素点的线段联线来逼近的。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学
五、实验条件
windows2000或windowsXP操作系统，安装win-tc程序模式。
六、实验步骤
1.编写相应图形显示模式的框架
2.构建坐标原点的平移函数
3.通过循环，设立步长，用line()函数连接相邻坐标点
4.估算误差，对程序进行修正
七、思考题
其误差的主要是什么？
八、实验报告
预习教材第三章内容，要求记录图形坐标以及图形中关键点的实际屏幕坐标，认真填写计算机信息工程系统一格式的实习报告。
九、其它说明
绘制图形为二次函数一类或相同难度的规则曲线图形。
实验_2_：直线算法编程
实验学时：2
实验类型：（演示、验证、综合、设计、研究）验证
实验要求：（必修、选修）必修
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生加深对直线算法形成原理的认识，了解直线算法的形成过程，培养学生独立思考的能力和对计算机图形学算法的认识，为以后的动画制作奠定基础，为更深刻地理解计算机图形学的任务埋下伏笔。
二、实验内容
以书上关于直线形成的几种原理，选择一种，参照书上的程序，编写自己的直线函数，并用此直线函数绘制简单图形。
推荐用DDA算法。
三、实验原理、方法和手段
直线形成的DDA算法是根据直线上每一点的斜率相同，后面点的坐标根据选举前面点横向或纵向的间距为单位，其相应的纵向或横向就根据这个间距和斜率求得。
程序通过循环求得所有点并显示得到整个直线。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学，还是采用集中授课形式
五、实验条件
windows2000或windowsXP操作系统，安装win-tc程序模式。
六、实验步骤（DDA算法）
1.编写相应图形显示模式的框架
2.求得斜率
3.选举横向或纵向为步进单位
4.通过循环，设立步长，显示各点，完成直线函数的编写
5.调用直线函数，绘制简单图形
七、思考题
选举横向或纵向为步进单位主要的依据是什么？
八、实验报告
预习教材第四章第二节直线段的生成，认真填写计算机信息工程系统一格式的实习报告。
九、其它说明
参考书上的程序，用自己的语言编写，否则无效。
画出相应直线算法的流程图，推荐用DDA算法，其它算法选择相应的其他步骤安排。
实验_3_：简单动画编程
实验学时：2
实验类型：（演示、验证、综合、设计、研究）设计
实验要求：（必修、选修）必修
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生加深对动画形成原理的认识，了解动画（画擦画）算法的形成过程，培养学生独立思考的能力和对计算机图形学在动画方面应用的认识，为以后的计算机仿真制作奠定基础，更加深刻地理解计算机图形学的任务和神圣使命。
二、实验内容
以画擦画为指导方针，绘制简单机械运动
三、实验原理、方法和手段
以画擦画为指导方针，绘制简单机械运动状态，延时，清除此时平面内容，在绘制下一个机械运动状态，通过循环，得到一连续动作，实现动画的形成。
相邻状态的变化为一步长，可通过在循环里改变步长的大小改变运动的快慢，
也可通过改变所延的时间改变快慢。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学，还是采用集中授课形式
五、实验条件
windows2000或windowsXP操作系统，安装win-tc程序模式。
六、实验步骤
1.编写相应图形显示模式的框架
2.确立什么为步长
3.以步长为循环参数，绘制相应运动状态
4.通过调整步长改变运动快慢循环（或修改延时时间）
七、思考题
简单描绘本次实验的原理？
八、实验报告
预习教材第三章第七节绘图程序实例以及第九章计算机动画技术相关内容，认真填写计算机信息工程系统一格式的实习报告。
九、其它说明
绘制相应运动状态，并有分析过程。
包括建模过程（如何设计构件的几何尺寸和相对位置关系，各运动个体有什么样的运动方式，如何衔接，如何设计其屏幕坐标等。
）。