计算机图形学实验大纲
计算机图形学实验指导书(vc++版)
实验指导书刘文涛2013目录第一章图形学实验环境和要求 (4)1.1 VC++实验环境 (4)1.1.1 基本环境 (4)1.1.1 开发图形程序的一般流程 (7)1.1.3 基本绘图函数介绍 (11)1.2 OpenGL (22)1.2.1 OpenGL介绍 (22)1.2.2 OpenGL开发环境 (24)1.2.3 OpenGL函数 (24)1.2.4 回调函数 (25)1.2.4 一个典型OpenGL例程 (26)1.3 实验要求 (29)1.3.1 实验内容 (29)1.3.2 实验方法 (29)1.3.3 实验效果 (30)第二章直线生成算法 (30)2.1 实验原理 (30)2.1.1 DDA算法 (30)2.1.2 Bresenham算法 (30)2.2 实验内容 (30)2.3 参考示例程序 (30)第三章圆和椭圆生成算法 (32)3.1 实验原理 (32)3.2 实验内容 (32)3.3 参考示例程序1 (32)3.4 参考示例程序2 (33)第四章裁剪算法 (35)4.1 实验原理 (35)4.2 实验内容 (35)4.3 示例程序 (35)4.3.1 参考例子1 (35)4.3.2参考例子2 (38)第五章二维变换 (40)5.1 实验原理 (40)5.2 实验内容 (40)5.3 示例程序 (40)5.3.1参考例子1 (40)第六章三维变换 (44)6.1 实验原理： (44)6.2 实验内容 (45)6.3示例程序 (45)第七章填充算法 (47)7.1 实验原理： (47)7.2 实验内容 (47)7.3示例程序 (47)第八章曲线曲面 (50)8.1 实验原理 (50)8.2 实验内容 (50)8.3示例程序 (51)8.3.1 参考例子（1） (51)8.3.2 参考例子（2） (52)8.3.3 参考例子（3） (54)8.3.4 参考例子（4） (56)第九章真实感图形绘制 (59)9.1 实验原理 (59)9.2 实验内容 (59)9.3示例程序 (59)9.3.1参考例子（1） (59)9.3.2参考例子（2） (61)9.3.3参考例子（3） (63)第十章动画 (66)10.1 实验原理 (66)10.2 实验内容 (66)10.3示例程序 (66)10.3.1 参考例子 (66)参考文献： (72)第一章图形学实验基础1.1 VC++实验环境1.1.1 基本环境Microsoft Visual C++ 6.0 是微软推出的功能强大的可视化C/C++语言编译器，运行在Windows 9x/2000/NT等平台上，可以建立32位应用程序。
《计算机图形学》实验指导书
计算机图形学实验指导书袁科计算机技术实验中心目录实验一实现DDA、中点画线算法和Bresenham画线算法 (24)实验二实现Bezier曲线 (25)实验三实现B样条曲线 (26)实验四实现多边形填充的边界标志算法 (27)实验五实现裁剪多边形的Cohen-Sutherland算法 (28)实验六二维图形的基本几何变换 (30)实验七画图软件的编制 (31)实验一实现DDA、中点画线算法和Bresenham画线算法【实验目的】1、掌握直线的多种生成算法；2、掌握二维图形显示原理。
【实验环境】VC++6.0/ BC【实验性质及学时】验证性实验，2学时，必做实验【实验内容】利用任意的一个实验环境，编制源程序，分别实现直线的三种生成算法，即数字微分法(DDA)、中点画线法以及Bresenham画线算法。
【实验原理】1、数字微分法(Digital Differential Analyzer，DDA)算法思想：基于直线的微分方程来生成直线。
ε=1/max(|△x|,|△y|)max(|△x|,|△y|)=|△x|，即|k|≤1 的情况：max(|△x|,|△y|)=|△y|，此时|k|≥1：2、中点画线法算法思想：每次在最大位移方向上走一步，另一方向是否走步取决于误差项的判断。
3、Bresenham画线算法算法思想：其基本思想同中点算法一样，即每次在最大位移方向上走一步，而另一个方向是否走步取决于误差项的判断。
【实验要求】1．上交源程序；2．上交实验报告，实验报告内容如下：(1) 实验名称(2) 实验目的(3) 算法实现的设计方法及程序流程图(4) 程序结果分析【分析与思考】(1) 上述所阐述的三个算法，其基本算法只能适用于直线的斜率(|K|<=1) 的情形，如何将上述算法进行推广，使其能够处理任意斜率的直线？(2) 计算机显示屏幕的坐标圆心在哪里，与我们平时的习惯有什么差异，如何协调二者？实验二 实现Bezier 曲线【实验目的】1、掌握Bezier 曲线的定义；2、能编程实现N 次Bezier 曲线的绘制与显示。
计算机图形学实验教学大纲
计算机图形学实验教学大纲01.教学单位名称：机械科学与工程学院02.实验中心名称：机械基础实险教学中心03.课程名称：计算机图形学04.课程代码：41201305.课程类别：方法与技术06.课程性质：选修07.课程学时：30学时，其中含实验6学时08.课程学分：1.509.面向专业：机械工程、机械工程(卓越工程师教育培养计划)、工程力学、工业工程；车辆工程、车辆工程(卓越工程师教育培养计划)、工业设计、热能与动力工程；材料科学与工程、材料成型及控制工程；交通运输类(汽车运用工程)、汽车服务工程；农业机械化及其自动化、农业机械化及其自动化(卓越工程师教育培养计划)、包装工程。
10 .实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务通过实险，使学生了解计算机程序设计C语言(TurboC)的功能、特点和适用范围；上机验证TUrboC语言命令的操作步骤和形参设置及功能；完成相应章节“实例”中的图例绘制；培养学生利用计算机程序设计C语言(TI1rboC)编制程序处理图形的能力，为后续课程学习及毕业设计打下基础。
教学要求(1)能够较为熟练地掌握C语言程序设计软件基本命令的操作与使用，熟悉常用的绘图命令。
(2)能够编制程序正确绘制、变换各类平面图形、三维图形。
(3)每位学生课内上机不少于6学时，练习教材中所讲操作命令及应用举例和上机实践中内容。
(4)实验教学全程有任课教师辅导，及时解答学生遇到的问题，提高学生的学习效率。
教学目的通过上机操作练习，使学生进一步熟悉TurboC软件的操作界面、掌握基本命令、基本操作，使学生能够将理论授课环节学到的计算机图形生成与处理方面的基本理论和基本方法应用到计算机上来处理图膨并能够自主设计程序绘制教师布置的课外作业。
11 .学生应掌握的实验技术及实验能力(1)熟悉TUrboC软件的操作界面、困形系统的控制和管理；掌握C语言常用库函数及图形函数；了解常见错误、警告信息。
(2)了解TI1rboC图形函数及其用法；熟练掌握基本绘图函数命令；掌握图形属性控制方法；掌握图形方式下的文本输出方法；能够独立设计平面图形程序。
计算机图形学实验内容
二、实验内容
1、ＶＣ++绘ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ实验
(１）实验内容：以下是绘制金刚石图案。已给出VC++参考程序，但里面有部分错误，请改正,实现以下图案。
N＝3
N=４
N=5
N=10
N=３０
N＝50
（2)参考程序
//自定义的一个类
//此代码可以放在视图类的实现文件(.ｃpp) 里
auxＫeyFunc（'Ａ',MovｅNeaｒ)；//按A键变大
ﻩauxKeyFunｃ('a＇，MoｖeＦar)；//按a键变小
ﻩgｌLoaｄＩｄenｔｉty();
ｇｌｕPｅrｓｐective（60.０，1.0＊(GLflｏａｔ)ｗ／(ＧLfloａt)ｈ,1.０,30．0);
ﻩwindoｗ_wiｄth=ｗ；
ﻩwindｏｗ_ｈeiｇht＝h;
}
／/移近移远的回调函数
void CALＬBＡCKMoveNear(vｏiｄ)
｛
dｉstaｎce-=0.３ｆ；
claｓｓ CP2
{
puｂlic:
ﻩCＰ２();
ﻩvirtual ~CP2();
ﻩCP2(dｏubｌe,dｏublｅ)；
doubｌｅ ｘ；
doｕble ｙ;
}；
CP2:：CP2（)
{
ﻩｔhiｓ->x=０.0;
ﻩｔhis->ｙ=0.0；
｝
CＰ2：:~ＣP２()
｛
}
CP2::CP２（double ｘ０,douｂｌe y0)
计算机图形学实验内容
———————————————————————————————— 作者：
《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。
计算机图形学实验大纲
《计算机图形学基础教程（Visual C++版）》实验大纲
一、实验目的与要求：
实验目的：巩固学生对计算机图形学的直线扫描转换原理、有效边表填充原理、三维透视投影原理、ZBuffer深度缓冲消隐原理和真实感图形生成原理的理解，增加学生对真实感图形生成算法的感性认识，强化训练学生使用Visual C++的MFC编写相关图形类的技能。
此前，课堂上已经完成《计算机图形学实践教程（Visual C++版）》的43个验证性实验的讲解，在此基础上，要求学生能综合使用全部教学内容完成综合性实验。
实验要求：要求学生在实验前了解综合性实验的目的和要求，观察实验效果图。
在实验中认真理解每个类的结构，通过搭积木的方式完成实验任务。
实验结束后按要求整理相关类的源程序，撰写实验报告，尤其需要对难点和重点进行详细说明。
二、实验项目与提要：
三、成绩考核方法：
本实验与计算机图形学课程同步开设，成绩占期末总成绩的20%~40%。
四、本课程与其他课程的联系和分工
先修课程：高等数学、线性代数、MFC程序设计语言、数据结构。
《计算机图形学》实验教学大纲.
《计算机图形学》实验教学大纲课程名称：计算机图形学英文名称：Computer Graphics课程类别：专业实验课程编号：1210028大纲主撰人：燕孝飞大纲审核人：李旭宏一、学时：32学时二、适用专业及年级：计算机科学与技术、大学本科四年级学生三、课程目标与基本要求计算机图形学是一门理论性和实践性均较强的专业课。
为切实掌握计算机图形学课程中的各种图形算法、学会实际应用这些算法在计算机显示器屏幕上绘制实际图形，本课程特设置实验课，让学生上机实习，领会和掌握C语言图形函数，窗口变换，几何计算，图形变换，自由曲线等重要教学内容。
四、主要仪器设备个人计算机，装有TC、VC等软件，可以进行图形学算法编程和实现。
五、实验项目及教学安排六、考核方式及成绩评定根据学生的实验完成情况、实验纪律、实验报告、课程设计完成情况，进行综合评定，给出优（90-100）、良（70-89）、及格（60-69）、不及格（60以下）。
实验成绩占本课程总成绩的30％，对缺实验成绩或不及格者，《计算机图形学》课程不予通过。
七、实验教科书、参考书1、实验教科书计算机图形学，陆润民主编，清华大学出版社，2003年2、实验参考书1. 倪明田、吴良芝，计算机图形学，北京大学出版社，1999.112. Donald Hearn, M. Pauline Baker. “Computer Graphics: C version”, Prentice-Hall Inc, 19973．Ja mes D. Foley, etc. “Introduction to Computer Graphics”, Addison-Wesley publishing Company, 1996。
计算机图形学实验教学大纲
《计算机图形学》实验教学大纲学时数：34学分数： 1适用专业：计算机科学与技术专业、数字媒体技术专业一、课程的性质和目的《计算机图形学》实验是计算机专业学生开设的一门计算机专业实践课，旨在激发学生的学习兴趣，引导学生主动学习、正确理解需要掌握的知识点，巩固课堂教学成果，培养学生实际分析问题、编程和动手能力，有利于他们更好地掌握和理解计算机图形学知识，实现理论与实际相联系，为参加项目开发及深入的学习做好准备。
二、课程教学基本要求通过实验使学生通过实习具有开发一个基本的图形软件包的能力；了解光栅图形显示器的工作原理和特点；掌握课本所介绍的图形算法的原理和实现，从而锻炼学生的实践技能。
本课程考核采取实验报告和实验成果等形式。
三、实验内容及学时分配大纲基本内容包括7个必做的实验，在规定的34个学时内完成。
实验一用java画图（程序设计实验，2学时）实验目的：通过该实验理解如何用Java语言为一个坐标为(x,y)的像素设置颜色。
为后面章节的算法编程实现和上机实习奠定基础。
实验内容：1、用Java小程序来实现对已知起点和终点的直线的绘制；2、用java应用程序来实现对已知起点和终点的直线的绘制。
实验二基于光栅图形显示器的直线、圆弧生成（程序设计实验 4学时）实验目的：直线与圆弧作为机器人轮廓的基本元素，在机器人的建模中起到至关重要的作用。
通过该实验熟悉如何将象素点亮，如何画一条直线、一段圆弧。
另外也通过该实验熟悉书本中光栅图形显示器的特点、充分理解光栅图形的基本元素（直线、圆弧）的生成算法。
实验内容：1、完成直线绘制程序。
2、选择一种绘圆弧程序，在其基础上，使其能绘整个圆。
实验三多边形的扫描转换和区域填充（程序设计实验 6学时）实验目的：机器人的轮廓以矩形为主，则多边形的着色或区域着色问题在绘制场景中的也是非常重要的。
通过该实验加深对多边形的扫描转换和区域填充的原理的理解，并掌握java中ImageProducer接口的用法。
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《计算机图形学基础教程（Visual C++版）》实验大纲
一、实验目的与要求：
实验目的：巩固学生对计算机图形学的直线扫描转换原理、有效边表填充原理、三维透视投影原理、ZBuffer深度缓冲消隐原理和真实感图形生成原理的理解，增加学生对真实感图形生成算法的感性认识，强化训练学生使用Visual C++的MFC编写相关图形类的技能。
此前，课堂上已经完成《计算机图形学实践教程（Visual C++版）》的43个验证性实验的讲解，在此基础上，要求学生能综合使用全部教学内容完成综合性实验。
实验要求：要求学生在实验前了解综合性实验的目的和要求，观察实验效果图。
在实验中认真理解每个类的结构，通过搭积木的方式完成实验任务。
实验结束后按要求整理相关类的源程序，撰写实验报告，尤其需要对难点和重点进行详细说明。
二、实验项目与提要：
三、成绩考核方法：
本实验与计算机图形学课程同步开设，成绩占期末总成绩的20%~40%。
四、本课程与其他课程的联系和分工
先修课程：高等数学、线性代数、MFC程序设计语言、数据结构。