南邮计算机图形学实验报告(完整版)剖析

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《计算机图形学》实验报告

《计算机图形学》实验报告目录1实验2：直线的生成 (1)1.1实验要求和目的 (1)1.2实验课时 (1)1.3实验环境 (1)1.4实验内容 (1)1.5核心代码 (3)1.6实验结果 (7)1.6.1DDA算法 (10)1.6.2Mid-Bresenham算法 (11)1.7心得与体会 (12)2实验4：BSpline曲线绘制 (13)2.1实验要求和目的 (13)2.2实验课时 (13)2.3实验环境 (13)2.4实验内容 (13)2.5核心代码 (16)2.6实验结果 (18)2.6.1B-样条算法 (19)2.6.2Bezeir算法 (22)2.7心得与体会 (24)附录 (25)BSpline曲线控制点的测试数据 (25)数据1 (25)数据2 (27)数据3 (29)数据4 (30)数据5 (31)数据6 (33)数据7 (36)数据8 (38)1实验2：直线的生成1.1实验要求和目的理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析实验数据的能力；编程实现DDA算法、Bresenham中点算法；对于给定起点和终点的直线，分别调用DDA算法和Bresenham中点算法进行批量绘制，并记录两种算法的绘制时间；利用excel 等数据分析软件，将试验结果编制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。

1.2实验课时3学时1.3实验环境本试验提供自带实验平台·开发环境：Visual C++ 6.0·实验平台：Free_Curve（自制平台）1.4实验内容本实验提供名为 Experiment_Frame_One的平台，该平台提供基本绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现·平台界面：如图1.4.1所示·设置：通过view->setting菜单进入，如图1.4.2所示·输入：通过view->input…菜单进入，如图1.4.3所示·实现算法：▪DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1)▪Mid_Bresenham算法：voidCExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1)图 1.4.1 总界面图 1.4.2 设置界面图 1.4.3 输入界面1.5核心代码本次实验的核心代码如下所示。

计算机图形学实验报告

计算机图形学（computer graphics）的基本含义是使用计算机通过算法和程序在显示设备上构造图形。

图形是人们通过计算机设计和构造出来的，不是通过摄像机、扫描仪等设备输入的图像。

这里的图形可以是现实中存在的图形，也可以是完全虚拟构造的图形。

以矢量图的形式呈现，更强调场景的几何表示，记录图形的形状参数与属性参数。

例如，工程图纸(drawing)，其最基本的图形单元是点、线、圆/弧等，其信息包含图元的几何信息与属性信息(颜色、线型、线宽等显式属性和层次等隐式属性)。

图像处理（image processing）则是研究图像的分析处理过程，图像处理研究的是图像增加、模式识别、景物分析等，研究对象一般为二维图像。

图像以点阵图形式呈现，并记录每个点的灰度或色彩。

例如，照片、扫描图片和由计算机产生的真实感和非真实感图·形等，最基本的图像单元（pels，picture elements）是点—像素（pixel），其信息实际上是点与它的属性信息(颜色、灰度、亮度等)。

计算机视觉（computer vision）包括获取、处理、分析和理解图像或者更一般意义的真实世界的高维数据方法，它的目的是产生决策形式的数字或者符号信息。

计算机图形学和计算机视觉是同一过程的两个方向。

计算机图形学将抽象的语义信息转化成图形，计算机视觉则从图形中提取抽象的语义信息，图像处理研究的则是一个图像或一组图像之间的相互转化和关系，与语义信息无关。

下表从输入和输出的角度对三者的区别进行辨析：表2 图像处理&计算机视觉&计算机图形学对比计算机图形学，输入的是对虚拟场景的描述，通常为多边形数组，而每个多边形由三个顶点组成，每个顶点包括三维坐标、贴图坐标、RGB 颜色等。

输出的是图像，即二维像素数组。

计算机视觉，输入的是图像或图像序列，通常来自相机、摄像头或视频文件。

输出的是对于图像序列对应的真实世界的理解，比如检测人脸、识别车牌。

计算机图形学实验报告

计算机图形学实验报告
在计算机图形学课程中，实验是不可或缺的一部分。

通过实验，我们可以更好地理解课程中所学的知识，并且在实践中掌握这些
知识。

在本次实验中，我学习了如何使用OpenGL绘制三维图形，并了解了一些基本的图形变换和视图变换。

首先，我们需要通过OpenGL的基本命令来绘制基本图形，例
如线段、矩形、圆等。

这些基本的绘制命令需要首先设置OpenGL 的状态，例如绘制颜色、线段宽度等，才能正确地绘制出所需的
图形。

然后，在实验中我们学习了图形的变换。

变换是指通过一定的
规则将图形的形状、位置、大小等进行改变。

我们可以通过平移、旋转、缩放等变换来改变图形。

变换需要按照一定的顺序进行，
例如先进行旋转再进行平移等。

在OpenGL中，我们可以通过设
置变换矩阵来完成图形的变换。

变换矩阵包含了平移、旋转、缩
放等信息，通过矩阵乘法可以完成图形的复合变换。

最后，视图变换是指将三维场景中的图形投影到二维平面上，
成为我们所见到的图形。

在实验中，我们学习了透视投影和正交
投影两种方式。

透视投影是指将场景中的图形按照视点不同而产
生不同的远近缩放，使得图形呈现出三维感。

而正交投影则是简单地将场景中的图形按照平行投影的方式呈现在屏幕上。

在OpenGL中，我们可以通过设置视图矩阵和投影矩阵来完成视图变换。

通过本次实验，我对于计算机图形学有了更深入的了解，并掌握了一些基本的图形绘制和变换知识。

在今后的学习中，我将继续学习更高级的图形绘制技术，并应用于实际的项目中。

计算机图形学实验报告4

《计算机图形学》实验报告实验九二维图形变换一、实验教学目标与基本要求1.掌握图形变换的基本算法原理；2.实现若干典型二维图形变换算法。

二．理论基础1.生成前几次实验中的基本图形；2.对生成的基本图形进行平移、旋转、放缩、对称等变换。

3. 对计算机绘图的原理有一定的认识。

三．算法设计与分析 1．二维变换1. 平移变换2.比例变换• Sx ＝ Sy ＝1等比例变换• Sx ＝ Sy ＞1 放大 • Sx ＝ Sy ＜1 缩小[][][]100**1101011x yxyx y xyx T y T T T ⎡⎤⎢⎥=∙=++⎢⎥⎢⎥⎣⎦[][]100**1101011x y xyx y xyT T x T y T ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎡⎤=++⎣⎦[][][]00**11000011xy x y S x y xyS S xS y∙∙⎡⎤⎢⎥=∙⎢⎥⎢⎥⎣⎦=• Sx ≠ Sy ≠13.对称变换当b=d =0, a =-1, e =1时关于Y 轴对称当b=d =0, a =1, e =-1时关于X 轴对称当b=d =0, a =-1, e =-1时关于原点对称当b=d =1, a =e =0时关于直线y=x 对称当b=d =-1, a =e =0时[][][]0**1100011a d x y xyb e a x b yd x ey⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦=++[][]''100110100011x yx yxy-⎡⎤⎢⎥⎡⎤=⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦=-[][]''10011010011x y x y x y ⎡⎤⎢⎥⎡⎤=-⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦=-[][]''100110100011x y xyx y-⎡⎤⎢⎥⎡⎤=-⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦=--[][]''10111000011x yx yyx⎡⎤⎢⎥⎡⎤=⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦=[][]''010*******11xyx yyx-⎡⎤⎢⎥⎡⎤=-⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦=--关于直线y=-x 对称4.旋转变换绕原点逆时针旋转θ5.错切变换• 当d=0时,x*=x+by,y*=y ，沿x 方向错切位移• 当b=0时,x*=x,y*=dx+y, 沿y 方向错切位移 • 当b ≠0时,当d ≠0时,x*=x+by,y=dx+y6.复合变换----复合平移对同一图形做两次平移相当于将两次的平移两加起来：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⋅=1010001101000110100012121221121y y x x y x y x t t t T T T T T T T T T T T复合变换----复合缩放⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅⋅=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⋅=1000000100000010000002121221121y y x x y x y x s s s s s s s s s s s T T T[][]''co s sin 011sin co s 001co s sin sin co s 1x yxyx y x y θθθθθθθθ⎡⎤⎢⎥⎡⎤=-⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦=-+[][][]10**1110101d x y xybx b y d x y⎡⎤⎢⎥=∙=++⎢⎥⎢⎥⎣⎦复合变换----复合旋转⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++-++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⋅=1000)cos()sin(0)sin()cos(1000cos sin 0sin cos 1000cos sin 0sin cos 212121212222111121θθθθθθθθθθθθθθθθr r r T T T复合变换----关于F (xf,yf)点的缩放变换先把坐标系平移到(xf,yf),在新的坐标系下做比例变换，然后再将坐标原点平移回去。

计算机图形学第五次实验报告

《计算机图形学》实验报告实验十一真实感图形一、实验教学目标与基本要求初步实现真实感图形, 并实践图形的造型与变换等。

二、理论基础运用几何造型, 几何、投影及透视变换、真实感图形效果（消隐、纹理、光照等）有关知识实现。

1.用给定地形高程数据绘制出地形图；2.绘制一(套)房间，参数自定。

三. 算法设计与分析真实感图形绘制过程中, 由于投影变换失去了深度信息, 往往导致图形的二义性。

要消除这类二义性, 就必须在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面, 习惯上称之为消除隐藏线和隐藏面, 或简称为消隐, 经过消隐得到的投影图称为物体的真实图形。

消隐处理是计算机绘图中一个引人注目的问题, 目前已提出多种算法, 基本上可以分为两大类：即物体空间方法和图象空间方法。

物体空间方法是通过比较物体和物体的相对关系来决定可见与不可见的；而图象空间方法则是根据在图象象素点上各投影点之间的关系来确定可见与否的。

用这两类方法就可以消除凸型模型、凹形模型和多个模型同时存在时的隐藏面。

1).消隐算法的实现1.物体空间的消隐算法物体空间法是在三维坐标系中, 通过分析物体模型间的几何关系, 如物体的几何位置、与观察点的相对位置等, 来进行隐藏面判断的消隐算法。

世界坐标系是描述物体的原始坐标系, 物体的世界坐标描述了物体的基本形状。

为了更好地观察和描述物体, 经常需要对其世界坐标进行平移和旋转, 而得到物体的观察坐标。

物体的观察坐标能得到描述物体的更好视角, 所以物体空间法通常都是在观察坐标系中进行的。

观察坐标系的原点一般即是观察点。

物体空间法消隐包括两个基本步骤, 即三维坐标变换和选取适当的隐藏面判断算法。

选择合适的观察坐标系不但可以更好地描述物体, 而且可以大大简化和降低消隐算法的运算。

因此, 利用物体空间法进行消隐的第一步往往是将物体所处的坐标系转换为适当的观察坐标系。

这需要对物体进行三维旋转和平移变换。

常用的物体空间消隐算法包括平面公式法、径向预排序法、径向排序法、隔离平面法、深度排序法、光线投射法和区域子分法。

南邮计算机图形学实验报告一绘制立方体

《计算机图形学程序设计》题目：绘制立方体学生姓名班级学号学生学院学生专业联系电话电子邮件指导教师黄睿指导单位计算机学院日期成绩批阅人日期一、课题名称使用OpenGL3.3以上的版本绘制一个立方体。

二、课题内容和要求内容：初步学习计算机图形学的基础知识，初步学会使用OpenGL，学会编写顶点着色器和片段着色器以及编译和链接，熟悉在三维空间下绘制图形的流程。

要求：使用OpenGL3.3以上的版本绘制图形。

三、课题分析本课题要求绘制一个立方体，本人绘制了一个不同的面呈现红、绿、蓝三色的正方体，绘制的步骤如下。

首先，在主函数开始前，以字符串的形式编写顶点着色器和片段着色器的代码。

其次，在主函数中，设置OpenGL的版本号为3.3，创建一个窗口对象，获取实际像素，并将该窗口对象设置为当前窗口，调用glViewport函数来设置窗口的维度，调用glEnable(GL_DEPTH_TEST)函数开启深度测试。

接着，调用glShaderSource函数获取编写的两个着色器的代码，调用glCompileShader 函数编译两个着色器，并调用glGetShaderiv函数检验是否成功编译，两个着色器编译完毕后调用glAttachShader函数和glLinkProgram函数实现链接，同时也要检验是否连接成功，最后把这两个着色器对象删除。

然后，定义顶点数组和颜色数组（本人将其放在一个数组中），创建并绑定VAO和VBO，调用glBufferData函数，把定义的数组中的数据复制到缓冲的内存中，调用glVertexAttribPointer函数设置顶点属性指针和颜色属性指针。

最后，在while循环中，设置模型矩阵Model、观察矩阵View和投影矩阵Projection，调用glDrawArrays函数画12个三角形。

四、详细设计1、流程图图1 OpenGL绘制立方体流程图2、详细代码#include <iostream>#define GLEW_STATIC#include <GL/glew.h>#include <GLFW/glfw3.h>#include <glm/glm.hpp>#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION#include "stb_image.h"using namespace glm;void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height){// make sure the viewport matches the new window dimensions; note that width and // height will be significantly larger than specified on retina displays.glViewport(0, 0, width, height);}void processInput(GLFWwindow *window){if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS) glfwSetWindowShouldClose(window, true);}const GLint WIDTH = 800, HEIGHT = 600;//顶点着色器代码const GLchar *vertexShaderSource ="#version 330 core\n""layout (location = 0) in vec3 position;\n""layout (location = 1) in vec3 color;\n""out vec3 Color;\n""uniform mat4 MVP;\n""void main(){""gl_Position = MVP * vec4(position, 1.0f);\n""Color = color;""}";//片段着色器代码const GLchar *fragmentShaderSource ="#version 330 core\n""out vec4 FragmentColor;\n""in vec3 Color;\n"//"uniform sampler2D texture1;\n""void main(){""FragmentColor = vec4(Color,1.0f);\n""}";int main(){glfwInit();//设置版本glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);//glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, GL_FALSE);//创建一个窗口对象GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "openglTest1", nullptr, nullptr);if (window == nullptr){std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;glfwTerminate();return -1;}//获取实际像素int screenWidth, screenHeight;glfwGetFramebufferSize(window, &screenWidth, &screenHeight);// 设为当前glfwMakeContextCurrent(window);glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);// Initialize GLEWglewExperimental = GL_TRUE;if (glewInit() != GLEW_OK){std::cout << "Failed to initialize GLEW" << std::endl;return -1;}//调用glViewport函数来设置窗口的维度glViewport(0, 0, screenWidth, screenHeight);//开启深度测试glEnable(GL_DEPTH_TEST);//编译连接两个着色器GLint success;GLchar infoLog[512];GLuint vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, nullptr);glCompileShader(vertexShader);glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);if (!success){glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, nullptr, infoLog);std::cerr << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;}GLuint fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, nullptr);glCompileShader(fragmentShader);glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);if (!success){glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, nullptr, infoLog);std::cerr << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;}GLuint shaderProgram = glCreateProgram();glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);glLinkProgram(shaderProgram);glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);if (!success){glGetProgramInfoLog(fragmentShader, 512, nullptr, infoLog);std::cerr << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;}glDetachShader(shaderProgram, vertexShader);glDetachShader(shaderProgram, fragmentShader);glDeleteShader(vertexShader);glDeleteShader(fragmentShader);// 定义一个数组存储顶点信息和颜色信息float vertices[] = {-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,0.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,1.0f, };//画Vertex需要VAO(索引表)//创建顶点缓冲对象VBOGLuint VAO, VBO;glGenBuffers(1, &VBO);//绑定VAOglBindVertexArray(VAO);//使用glBindBuffer函数把新创建的缓冲绑定到GL_ARRAY_BUFFER目标上glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);//调用glBufferData函数，它会把之前定义的顶点数据复制到缓冲的内存中glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);//设置顶点属性指针glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), nullptr);glEnableVertexAttribArray(0);////设置颜色属性指针glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (void*)(3 * sizeof(float)));glEnableVertexAttribArray(1);while (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) != GLFW_PRESS && !glfwWindowShouldClose(window)){processInput(window);glClearColor(0.2f, 0.2f, 0.2f, 1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glUseProgram(shaderProgram);glm::mat4 View = glm::lookAt(glm::vec3(2, 2, 2),glm::vec3(0, 0, 0),glm::vec3(0, 1, 0));glm::mat4 Projection = glm::perspective(glm::radians(45.0f), (float)screenWidth /(float)screenHeight,0.1f, 100.0f);glm::mat4 Model = glm::mat4(1.0);glm::mat4 MVP = Projection * View * Model;GLint MVPID = glGetUniformLocation(shaderProgram, "MVP");glUniformMatrix4fv(MVPID, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(MVP));glBindVertexArray(VAO);glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 12 * 3);glfwSwapBuffers(window);glfwPollEvents();}glDisableVertexAttribArray(0);glDeleteVertexArrays(1, &VAO);glDeleteBuffers(1, &VBO);glDeleteProgram(shaderProgram);glfwTerminate();return 0;}五、测试数据及其结果分析运行结果如下图所示。

计算机图形学实验报告

计算机图形学实验报告
实验目的：通过本次实验，深入了解并掌握计算机图形学的基本原理和相关技术，培养对图形处理的理解和能力。

实验内容：
1. 图像的基本属性
- 图像的本质及表示方法
- 像素和分辨率的概念
- 灰度图像和彩色图像的区别
2. 图像的处理技术
- 图像的采集和处理
- 图像的变换和增强
- 图像的压缩和存储
3. 计算机图形学的应用
- 图像处理在生活中的应用
- 计算机辅助设计中的图形学应用
- 三维建模和渲染技术
实验步骤和结果：
1. 在计算机图形学实验平台上加载一张测试图像，分析其像素构成
和基本属性。

2. 运用图像处理技术，对测试图像进行模糊、锐化、色彩调整等操作，观察处理后的效果并记录。

3. 学习并掌握计算机图形学中常用的处理算法，如卷积、滤波等，
尝试应用到测试图像上并进行实验验证。

4. 探讨计算机图形学在数字媒体制作、虚拟现实、计算机辅助设计
等领域的应用案例，并总结其在实践中的重要性和价值。

结论：
通过本次实验，我对计算机图形学有了更深入的了解，掌握了图像
处理技术的基本原理和应用方法。

计算机图形学作为一门重要的学科，对多个领域有着广泛的应用前景，有助于提高数字媒体技术、虚拟现
实技术等领域的发展水平。

希望在未来的学习和工作中能进一步深化
对计算机图形学理论和实践的研究，不断提升自己在这一领域的专业
能力和创新意识。

南邮计算机图形学实验报告(修正版)

实验报告实验名称指导教师实验类型综合实验学时 2 实验时间一、实验目的和要求能够灵活的运用OpenGL图形API函数，基于C++程序语言，结合操作系统交互接口实现交互式3D动画。

基于实验1的基本内容，设计增加键盘及鼠标输入的互动，实现三维物体交互式运动效果。

（物体的旋转或平移）；1.所有图形（例如球体，正方体）有清晰的轮廓，实现3D交互动画效果。

2.学会导入Vertex的其他属性，如normal，texture，实现纹理映射。

二、实验环境(实验设备)硬件：微机软件：vs2012实验报告三、实验过程描述与结果分析实验代码：#include<stdlib.h>#include<GL/glut.h>#include<windows.h>float ratX = 60;float ratY = 60;float ratZ = 60;float tx=0;float ty=0;float sf=0;void DrawBox(){glBegin(GL_QUADS);//前面glColor3f(1,0,0);glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);// 四边形的左下glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);// 四边形的右下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);// 四边形的右上glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上// 后面glColor3f(0,1,0);glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);// 四边形的右下glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);// 四边形的左下// 顶面glColor3f(0,0,1);glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的左上glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上// 底面glColor3f(1,1,0);glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);// 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);// 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的右下// 右面glColor3f(0,1,1);glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);// 四边形的右下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下// 左面glColor3f(1,0,1);glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);// 四边形的左下glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);// 四边形的右下glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);// 四边形的右上glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);// 四边形的左上glEnd();}void display(){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//清空颜色和深度缓存glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();//gluLookAt(2.0, 2.0, 2.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);glTranslatef(0.0f+tx,0.0f+ty,-4.0f);//平移变换glScalef(1+sf,1+sf,1+sf);//缩放变换glRotatef(ratX, 1.0f, 0.0f, 0.0f);//绕X轴的旋转变换glRotatef(ratY, 0.0f, 1.0f, 0.0f);//绕Y轴的旋转变换glRotatef(ratZ, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//绕Z轴的旋转变换DrawBox();glFlush();glutSwapBuffers();}void reshape(int w, int h) //重绘回调函数，在窗口首次创建或用户改变窗口尺寸时被调用{glViewport(0, 0, w, h);// 指定视口的位置和大小glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();//glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 3.1, 10.0);//gluPerspective(45,1,0.1,10.0);glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0, 2.0, 2.0, 10.0);}void init(){glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 1.0);glEnable(GL_DEPTH_TEST);//启动深度测试模式}void myKeyboard(unsigned char key, int x, int y) {if(key == 'a' || key == 'A')ratX += 2;ratY += 2;ratZ += 2;if(key == 's' || key == 'S')ratX -= 2;ratY -= 2;ratZ -= 2;if(key == 'j' || key == 'J')sf+=0.1;if(key == 'k' || key == 'K')sf-=0.1;if(key == 'c' || key == 'C')exit(0);glutPostRedisplay(); //重新调用绘制函数}void myspecialKeyboard(int key,int x,int y){if(key == GLUT_KEY_UP )ty+=0.1;if(key == GLUT_KEY_DOWN)ty-=0.1;if(key ==GLUT_KEY_LEFT)tx-=0.1;if(key==GLUT_KEY_RIGHT)tx+=0.1;glutPostRedisplay();}int main(int argc, char** argv){glutInit(&argc,argv); // 初始GLUT.glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH|GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB); //设定显示模式glutInitWindowSize(400,400); // 设定窗口大小glutInitWindowPosition(50,100); // 设定窗口位置glutCreateWindow("立方体的简单三维交互式几何变换"); // 用前面指定参数创建glutReshapeFunc(reshape); //指定重绘回调函数glutDisplayFunc(display); // 进行一些初始化工作glutKeyboardFunc( myKeyboard); //指定键盘回调函数glutSpecialFunc(myspecialKeyboard); //指定键盘回调函数init();glutMainLoop();// 进入无穷循环，等待事件处理}实验结果图：实验报告四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）通过此次实验灵活的运用OpenGL图形API函数，基于C++程序语言，结合操作系统交互接口实现了交互式3D动画。

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实验报告
实验名称指导教师
实验类型综合实验学时 2 实验时间
一、实验目的和要求
能够灵活的运用OpenGL图形API函数，基于C++程序语言，自行设计出各种各样的计算机图形方案并调整不同的透视模型。

学会配置OpenGL 图形函数API，设计(1)在屏幕上显示基本3D图形；(2)设置图形的表面光照模型及投影变换模型。

1.所有图形（例如球体，正方体）有清晰的轮廓。

2.学会设置图形表面的光照色彩以及投影变换模型。

3.尽可能采用高效的算法，以降低时间复杂性和空间复杂性。

二、实验环境(实验设备)
硬件：微机
软件：vs2012
实验报告三、实验过程描述与结果分析
实验代码：
#include<GL/glut.h>
// 绘制立方体
// 将立方体的八个顶点保存到一个数组里面static const float vertex_list[][3] =
{
-0.5f, -0.5f, -0.5f,
0.5f, -0.5f, -0.5f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f,
0.5f, 0.5f, -0.5f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f,
0.5f, -0.5f, 0.5f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f,
0.5f, 0.5f, 0.5f,
};
// 将要使用的顶点的序号保存到一个数组里面static const GLint index_list[][2] =
{
{0, 1},
{2, 3},
{4, 5},
{6, 7},
{0, 2},
{1, 3},
{4, 6},
{5, 7},
{0, 4},
{1, 5},
{7, 3},
{2, 6}
};
//光照模型
void init(void)
{
GLfloat ambient[] = { 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 };
GLfloat diffuse[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
GLfloat position[] = { 0.0, 3.0, 2.0, 0.0 };
GLfloat lmodel_ambient[] = { 0.4, 0.4, 0.4, 1.0 };
GLfloat local_view[] = { 0.0 };
glClearColor(0.0, 0.1, 0.1, 0.0);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glShadeModel(GL_SMOOTH);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, local_view);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
}
// 绘制立方体
void DrawCube(void)
{
int i,j;
glBegin(GL_LINES);
for(i=0; i<12; ++i) // 12 条线段
{
for(j=0; j<2; ++j) // 每条线段2个顶点
{
glVertex3fv(vertex_list[index_list[i][j]]);
}
}
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glColor3f(i&0x04, i&0x02, i&0x01);
}
glEnd();
}
static float rotate = 0;
static int times = 0;
void renderScene(void)
{
int w;int h;
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
// gluPerspective(45.0f,0.5,0.1f,200.0f);
// glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
// glLoadIdentity();
// gluPerspective()
glPushMatrix();
// glTranslatef(-0.2, 0, 0); // 平移
// glScalef(2, 1, 1); // 缩放
times++;
if(times > 100)
{
times = 0;
}
if(times % 100 == 0)
{
rotate += 0.3;
}
glRotatef(rotate, 0, 1, 0);
glRotatef(rotate, 1, 0, 0);
glColor3f(1, 0, 0);
DrawCube();
glPopMatrix();
glutSwapBuffers();
}
void main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
glutInitWindowPosition(100,100);
glutInitWindowSize(500, 500);
glutCreateWindow("Rectangle");
init();
glutDisplayFunc(renderScene);
glutIdleFunc(renderScene);
glutMainLoop();
}
实验结果图：
实验报告
四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）
通过实验灵活的运用OpenGL图形API函数，自行设计出各种各样的计算机图形方案并调整不同的透视模型。

学会了配置OpenGL图形函数API，并在在屏幕上显示基本3D图形、设置图形的表面光照模型及投影变换模型。

五、指导教师评语
成绩批阅人日期。