图形学设计课程设计
计算机图形学课程设计
计算机图形学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机图形学的基本概念、基本原理和基本算法，如二维图形的表示、变换、裁剪和三维图形的建模、光照模型等。
2. 使学生了解计算机图形学在实际应用中的发展现状和前景，如虚拟现实、计算机辅助设计等。
3. 帮助学生建立计算机图形学与相关学科（如数学、物理、艺术等）的联系，提高跨学科素养。
技能目标：1. 培养学生运用计算机图形学知识解决实际问题的能力，如使用相关软件进行二维绘图、三维建模等。
2. 提高学生的编程能力，使其能够使用至少一种计算机图形学编程库（如OpenGL、DirectX等）实现基本图形绘制和动画效果。
3. 培养学生的团队协作能力和沟通表达能力，通过小组项目实践，共同完成具有一定难度的计算机图形学任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机图形学的兴趣，培养其主动探究、创新实践的精神。
2. 培养学生具有良好的审美观，能够从美学的角度评价和优化计算机生成的图形。
3. 强化学生的版权意识，尊重他人知识产权，遵循学术道德，树立正确的价值观。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习，期望学生能够掌握计算机图形学的基础知识，提高实际操作技能，培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 计算机图形学基本概念与历史：介绍计算机图形学的定义、发展历程、应用领域及发展趋势。
- 教材章节：第一章 计算机图形学概述- 内容安排：1课时2. 二维图形的表示与处理：讲解二维图形的数学表示、几何变换、裁剪算法等。
- 教材章节：第二章 二维图形处理- 内容安排：4课时3. 三维图形的建模与渲染：介绍三维图形的建模方法、光照模型、纹理映射等。
- 教材章节：第三章 三维图形处理- 内容安排：5课时4. 计算机动画与视觉效果：探讨计算机动画原理、关键帧动画、粒子系统等视觉效果技术。
- 教材章节：第四章 计算机动画与视觉效果- 内容安排：4课时5. 计算机图形学编程实践：学习计算机图形学编程库（如OpenGL、DirectX 等）的基本使用，完成二维和三维图形绘制实例。
计算机图形学的课程设计
计算机图形学课程设计设计题目：画三次Bezier曲线和三次B样条曲线班级：姓名：学号：一、总体目标和要求1 课程设计目的本课程主要内容包括计算机图形学的研究内容、发展与应用，图形输入输出设备，图形显示原理，图形软件标准，基本图形生成算法，图形几何变换与裁剪，自由曲线和曲面，三维实体造型，分形几何造型，分形艺术，隐藏面消除，光照模型，颜色模型，光线跟踪，纹理细节模拟，常用的计算机动画技术和软件等。
通过本课程设计，使自己了解计算机图形学的有关原理、算法及系统，掌握基本图形显示程序设计方法，及二维和三维图形变换程序设计方法，为进一步学习计算机辅助设计方面的技术知识打下基础。
2 目标以图形学算法为目标，深入研究。
续而策划设计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，并能从某些方面做出评价和改进意见。
通过完成一个完整程序，经历策划、设计、开发、总结。
达到：（1）巩固和实践计算机图形学课程中的理论和算法；（2）学习表现计算机图形学算法的技巧；（3）培养认真学习积极探索的精神。
3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。
二、内容与要求1设计题目画三次Bezier曲线和三次B样条曲线。
2设计要求利用计算机图形学原理画出三次Bezier曲线和三次B样条曲线。
三、算法描述（1）画三次Bezier曲线根据Q(t)=∑P i•B• C i n t i(1-t)n-i（∑中的n=3）并且 C i nBEZ 0,3BEZ 1,3(u)=3u(1-u)(1-u)BEZ2,3(u)=3uu(1-u)BEZ3,3(u)=3uuu三次Bezier函数可以写成P(u)=[u3 u2 u 1]×M×[a b c d] 其中M=[ -1 3 -3 1 ]3 -6 -3 0-3 3 0 01 0 0 0i=0（2）画三次B样条曲线Q i,3(t)=∑P i+l F l,3(t)= P i F0,3(t)+ P i+1 F1,3(t)+ P i+2 F2,3(t)+ P i+ 3 F3,3(t)（其中∑中的n=3）因为四个调和函数F0,3(t)、F1,3(t)、F2,3(t)和F3,3(t) 已知（参看公式7-5-3）因此只要给出四个控制点的位置矢量的坐标，当t在[0，1]范围内取离散地取100个点时（dt=0.01），分别求出每一个曲线上点，相邻点用直线段连接起来，就可以得到相应的B样条曲线。
图形学课程设计内容
目录一、选题背景 (1)1.1 背景及目的 (1)1.2 题目概述 (1)二、算法设计 (1)2.1 数据结构 (1)2.2 功能实现 (3)三、程序及功能说明 (3)3.1 鼠标控制正方体的旋转 (3)四、结果分析 (5)五、心得体会 (5)六、附件 (5)6.1参考文献 (5)6.2源程序 (6)计算机与通信学院课程设计评分表 (9)一、选题背景1.1 背景及目的计算机图形学是近三十年来发展迅速、应用广泛的新兴学科。
它主要研究用计算机及图形设备输入、表示、修改、变换和输出图形的原理、算法和系统。
它的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。
1.2 题目概述本题：画出一个正方体，并将它旋转起来。
主要应实现以下4点基本要求：1．用C/C++或VB实现；2．友好性：界面要友好；3．可读性：源程序代码清晰、有层次；4．用鼠标可以决定立方体旋转速度的快慢。
题目难点在于实现可视化界面的交互、以及图像的旋转过程。
分析题目可以得出程序可以大致分为两个方面的工作内容：1.画出一个正方体。
2.使正方体旋转起来。
通过在互联网上查找资料，我决定使用OPENGL图形库来解决C/C++编写图形界面困难的问题。
二、算法设计2.1 数据结构2.1.1 opengl 及 windows 坐标系OPENGL的三维坐标系如图1所示：XOY平面为屏幕所在WINDOWS的窗体坐标如图2所示：图1 OPENGL 三维坐标系 图2WINDOWS 窗体二维坐标系2.1.2 大体设计方案综上所述，在本程序中。
首先使用相关的WINDOWS API 创建窗口，其次实现程序的相应功能：使用OPENGL 相应库函数画出正方体。
使之旋转起来。
在窗体中响应鼠标事件，控制正方体的旋转。
程序流程图如图3所示：图3 程序流程图程序的大体内容以及机构已经构造成型，功能部分还需要进一步的细化。
显然在消息循环中的内容还远不止这些，还需加入响应以下事件：当窗口大小发生变化时，重置窗口。
计算机图形学课程设计
《计算机图形学》课程设计报告学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：年11 月15 日一、课程设计报告内容说明：1 、直线：1.1 点生成直线利用for 循环，用pDC->SetPixel(int x,int y,RGB(a,b,c))像素函数画出直线。
1.2 DDA ：根据直线的微分方程来产生直线，即dy/dx=△y/△x=(12y y -)/(12x x -)=k其中(1x ,1y )、(2x ,2y )是直线的两个端点坐标。
DDA 算法的原理是增量法，即使x 和y 同时以很小的步长增长，每次增长量与x 和y 的一阶导数成正比。
直线的一阶导数是与△x 和△y 成正比的函数。
可以将x 和y 各递增ε△x 和ε△y 来产生线，ε是很小的量。
从当前画线任意点的位置(i x ,i y )上分别递增两个增量ε△x 和ε△y ，就可以得到直线增长的下一个(1+i x ,1+i y )的坐标位置公式如下1+i x =ix +ε△x1+i y =i y +ε△y1.3 金刚石将圆分为20份，利用直线生成的MoveTo 和LineTo 函数，使每个点与其他点相连。
展示图形为：点生成直线、数值微分法画直线、金刚石 2、曲线2.1 直角坐标系：写出参数表达式后，利用MoveTo 和LineTo 函数，连接各点。
如：正弦曲线：参数方程如下 x_SIN=1000*t; y_SIN=1000*sin(t);极坐标系：写出参数表达式后，利用MoveTo 和LineTo 函数，连接各点。
如：四叶图：参数方程如下r_SIYE=5000*sin(2*t); x_SIYE=r_SIYE*cos(t); y_SIYE=r_SIYE*sin(t);2.2 以实际工作中应用较多的参数样条曲线为例：参数样条曲线定义：给定n+1个控制点Pi （i ＝0，1，2，…，n ），n 次B 样条曲线段的参数表达式为： 。
依次用线段连接控制点Pi （i ＝0，1，2，…，n ）组成的多边形称为B 样条曲线控制多边形。
计算机图形学-期末课程设计
图形学课程设计报告题目：系别：班级：学号：姓名：指导老师：目录诚信说明......................................................................................................... 错误！未定义书签。
目录 .. (1)一、项目描述 (2)1.1项目的目的 (2)二、项目需求 (2)2.1需求分析 (2)2.2功能描述 (2)三、项目设计 (3)3.1直线扫描算法 (3)3.1.1 DAA扫描线算法 (3)3.1.2 中点扫描线算法 (3)3.1.3 Bresenham扫描线算法 (3)3.2圆的扫描算法 (4)3.2.1 中点画圆扫描算法 (4)3.2.2 Bresenham画圆扫描算法 (4)3.3种子填充算法 (4)3.4图形的基本几何变换算法 (4)3.4.1平移 (4)3.4.2旋转 (5)3.4.3伸缩 (5)3.5 Bezier曲线算法 (5)四、项目效果 (5)五、项目总结 (10)六、参考文献 (11)七、附录 (11)一、项目描述1.1项目的目的通过本次课程设计，使自己了解计算机图形学的有关原理、算法及系统，掌握基本图形显示程序设计方法，及二维和三维图形基本几何变换程序设计方法，为进一步学习计算机辅助设计方面的技术知识打下基础。
1.掌握图形学直线扫描算法：DDA，中点扫描线算法，Bresenham扫描线算法2.掌握图形学画圆扫描算法：中点画圆算法和Bresenham扫描算法3.掌握简单的几何图形的填充算法：种子填充和扫描线填充算法4.掌握简单图形的基本几何变换：平移，旋转和伸缩5.掌握Bezier曲线的生成算法6.熟悉并掌握vc6.0中的MFC使用方法7.掌握C/C++语言编程方法8.在学习基础上设计一个基于MFC的画图软件1.2项目内容在网络越来越发达的今天，人们对网络的依赖越来越多，越来越离不开网络，由此而产生的画图设计工具也越来越多，类似CAD和CDM及Photoshop的画图软件和图片处理软件的发展也日新月异，因此产生了制作一个类似的画图软件；而且通过制作该程序还能更好的学习图形学编程知识。
图形学课程设计带报告
图形学课程设计带报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握图形学的基本概念、原理和技能，能够运用图形学知识解决实际问题。
具体目标如下：知识目标：学生能够理解图形学的基本概念，如点、线、面、图等，掌握图形的表示方法和运算规律。
技能目标：学生能够熟练使用图形学相关软件，如Photoshop、Illustrator等，进行图形的创建、编辑和变换。
情感态度价值观目标：培养学生对图形学的兴趣和热情，提高学生审美能力和创新意识。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.图形学基本概念：点、线、面、图等的基本概念和性质。
2.图形表示方法：坐标系、向量、矩阵等表示方法。
3.图形运算规律：图形的变换、组合、裁剪等运算规律。
4.图形软件使用：Photoshop、Illustrator等图形软件的基本操作和技巧。
5.图形创作实践：进行图形创作，培养学生的审美能力和创新意识。
三、教学方法为了达到课程目标，采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：讲解图形学的基本概念、原理和技能。
2.案例分析法：分析经典图形创作案例，引导学生进行思考和讨论。
3.实验法：让学生动手实践，使用图形软件进行图形创作。
4.小组讨论法：分组进行讨论，促进学生之间的交流和合作。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，准备以下教学资源：1.教材：选择合适的图形学教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动形象地展示图形学知识。
4.实验设备：准备图形软件、计算机等实验设备，保证学生能够进行实践操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力。
3.考试：进行期中和期末考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
图形学课程设计c
图形学课程设计 c一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握图形学中的基础几何图形特征，包括三角形、矩形、圆的性质和应用。
2. 学生能够描述二维图形的对称性、相似性和全等性，并运用这些性质解决实际问题。
3. 学生能够运用坐标系统和变换法则对简单的二维图形进行平移、旋转和缩放。
技能目标：1. 学生能够运用尺规作图方法准确地绘制出给定要求的几何图形。
2. 学生通过几何绘图软件或手工操作，能够设计并展示具有一定创意的图形组合。
3. 学生能够利用图形学知识解决生活中的实际问题，例如设计简单的平面布局图。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对图形美的感知能力，激发对艺术和设计领域的兴趣。
2. 学生在小组合作探究中，培养团队协作精神，增强沟通和解决问题的能力。
3. 学生通过图形学的学习，能够认识到数学在日常生活和未来职业中的广泛应用，增强学习的积极性和自信心。
课程性质：本课程为初中年级的图形学基础知识课程，旨在通过实践和理论相结合的方式，帮助学生建立图形学的基本概念，提高空间想象力和逻辑思维能力。
学生特点：初中阶段的学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对图形和色彩有较高的敏感性，同时具有一定的动手能力和探索精神。
教学要求：课程设计需注重理论与实践相结合，强调学生的主体参与和动手操作，通过启发式教学引导学生主动探索，实现知识的内化和技能的提升。
教学过程中应关注个体差异，鼓励每个学生都能在原有基础上取得进步。
二、教学内容1. 几何图形基本概念：介绍三角形、矩形、圆的定义和分类，以及它们的性质和判定方法，关联教材第二章第一节。
2. 尺规作图技巧：教授如何使用直尺和圆规进行基本几何图形的绘制，包括作图步骤和注意事项，关联教材第二章第二节。
3. 对称性与全等变换：探讨图形的轴对称和中心对称，以及全等图形的判定和性质，结合实际例子进行讲解，关联教材第二章第三节。
4. 图形的坐标表示：引入坐标系，讲解图形在坐标系中的表示方法，以及通过坐标变换实现图形的平移、旋转和缩放，关联教材第二章第四节。
图形学课程设计
图形学课程设计一、课程目标本节图形学课程设计旨在通过系统化的教学活动，实现以下知识、技能及情感态度价值观目标：1. 知识目标：- 学生能掌握基础的几何图形及其分类，包括三角形、四边形、圆等。
- 学生能理解图形的对称性、相似性及全等性质，并能够描述其特征。
- 学生能运用所学的图形知识解释生活中的相关现象。
2. 技能目标：- 学生能够准确地绘制和构造不同类型的几何图形。
- 学生能够通过实际操作，探究和验证几何图形的性质和定理。
- 学生能够运用图形知识解决实际问题，如计算面积、周长等。
3. 情感态度价值观目标：- 培养学生对几何图形美的鉴赏能力，激发对图形学的学习兴趣。
- 培养学生的空间想象力和逻辑思维能力，增强解决问题的自信心。
- 培养学生的合作精神，通过小组讨论和实践，让学生体会团队合作的重要性。
课程性质：本课程为初中年级的图形学入门课程，旨在通过实践操作和理论结合的方式，帮助学生建立起对图形学的基本认识和理解。
学生特点：初中年级的学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们好奇心强，喜欢探索和动手实践。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生通过观察、实践、总结等环节，主动发现图形学中的规律，从而提高他们的空间想象力和逻辑思维能力。
同时，教师需关注学生个体差异，提供个性化的指导和支持，确保每位学生都能在课程中取得进步。
通过具体的学习成果分解，为后续教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本节图形学课程内容根据课程目标，结合教材章节，科学系统地组织如下：1. 几何图形的基本概念：- 三角形、四边形、圆的定义及分类。
- 图形的对称轴、对称中心、旋转对称。
2. 几何图形的性质与定理：- 三角形的内角和、外角性质、全等条件。
- 四边形的对角线性质、平行四边形、矩形、菱形的特殊性质。
- 圆的周长、面积、圆周角定理。
3. 几何图形的测量与应用：- 计算几何图形的面积和周长。
- 实际生活中几何图形的应用案例分析。
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计算机图形学是近三十年来发展迅速、应用广泛的新兴学科。
它主要研究用计算机及图形设备输入、表示、修改、变换和输出图形的原理、算法和系统。
本课程的主要内容：计算机图形学的发展和应用；计算机图形设备和系统；国际标准化组织(ISO) 发布的图形标准；人机交互接口技术；基本图形实体、自由曲线和自由曲面的生成算法；图形变换和裁剪；曲面和实体造型算法；颜色、光照模型及真实感图形显示技术与算法等内容。
结合讲课的内容需要经过一定量的编程实践才能掌握，加深理解。
通过本课程的学习，要求学生了解计算机图形学的基本概念和方法，以及计算机处理图形的全过程，并能利用综合图形环境开发计算机辅助设计应用软件
“案例1－金刚石图案”设计目的是建立Test工程模板，为后续的案例案例开发提供一个通用的程序模板。
“案例2－颜色渐变直线”设计目的是使用中点Bresenham算法绘制任意斜率的直线，直线的颜色从起点到终点进行颜色渐变，这种任务如果使用MFC本身的画线函数是无法实现的。
“案例3－反走样卫星图”设计目的是实现直线、圆、椭圆等二维基本图元的反走样算法。
“案例4－RGB演示”设计目的让读者深入理解计算机图形显示器的物理颜色模型。
“案例5－填充任意多边形”设计目的是实现交互式绘图的基本技术，如回显、橡皮筋、约束、引力域等。
“案例6－颜色渐变三角形”设计目的是使用有效边表算法实现任意三角形的面颜色渐变填充，为真实感光照模型的绘制作知识储备。
“案例7－旋转正方体”设计目的是对三维物体的线框模型实现旋转、消隐、透视和动画等操作，构建三维动画场景。
“案例8－颜色渐变正八面体”设计目的是在面颜色渐变的基础上，实现三维物体的颜色渐变。
“案例9－正方体图片贴图”设计目的是对三维物体进行纹理映射，本案例将照片作为纹理绑定到正方体的各个表面上。
“案例10－颜色渐变交叉面”设计目的是实现Z-Buffer消隐算法，Z-Buffer消隐算法是绘制真实感图形的基础算法。
“案例11－三维五角星”设计目的是绘制立体五角星，通过恰当设计顶点的颜色生成逼真的立体图形。
“案例12－光照正方体”设计的目的是构建三维光照场景。
通过改变正方体的材质和光源的颜色，可以产生不同的光照效果。
“案例13－光照线框球”设计目的是使用直线反走样技术，绘制双点光源光照照射的球体。
“案例14－台球”设计目的是通过绘制Gouraud双线性光强插值模型，演示马赫带效应。
“案例15－金属球”设计目的是通过选择金属材质、双点光源参数来绘制Phong双线性法矢插值真实感图形。
“案例16－圆环”设计目的是通过选择材质、光源参数来绘制单点光源照射的Gouraud双线性光强插值真实感图形。
“案例17－钻石”设计目的是采用多点光源光照模型来模拟真实钻石。
“案例18－太阳和月亮”设计目的是将材质模型、光源模型和纹理映射结合起来模拟大自然中的太阳和月亮。
3
计算机图形学基础教程（Visual C++版）课程设计任务书
默认分类2010-05-13 19:16:53 阅读188 评论0 字号：大中小订阅
一、课程设计目的
1．培养对图形建模、变换、投影、消隐、光照原理的理解和应用。
2．培养图形类的编程能力。
3．培养计算机图形学应用软件开发的能力。
二、课程设计要求
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。
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。
四、开发环境：
Viusal C++ 6.0的MFC框架。
四、课程设计时间
1周
五、课程设计方式
任选一个题目完成课程设计。
可选题目为：基本图元光栅扫描演示系统、矩形碰撞、三维动态球体、圆环动态纹理、弹球游戏。
考虑到完整的开发过程一般需要付出很多的时间，因此可选择如下的完成方式：
(1) 独立方式（1人），要求完成“基本图元光栅扫描演示系统”和“矩形碰撞”的全部基本内容。
(2) 小组方式（3人），要求完成“三维动态球体”、“圆环动态纹理”和“弹球游戏”的全部基本内容，并对每人完成的内容作具体分工，合作完成。
六、报告格式
课程设计报告由封面、需求分析、总体设计、详细设计、源程序、程序运行效果图、参考文献组成。
封面包括课程设计题目、学号、姓名、指导教师姓名和完成时间；需求分析包括项目的功能要求；总体设计给出类的结构；详细设计给出算法流程图；源程序给出主要模块的头文件和源文件；运行效果图给出程序的动态效果图；参考文献给出课程设计中引用的文献，并在报告中使用角标给出引文出处。
七、评分标准
课程设计成绩根据提交的课程设计报告以及软件系统的验收成绩进行综合评定，分为优，良，中，及格，不及格5个等级。
要求在完成具体课程设计项目所要求功能的同时注重课程设计的创新性。
完成课程设计项目所要求的功能及格
设计了新类且类结构清晰中或良好
在课程设计项目的基础上，创新性地添加了新的内容优秀。