计算机图形学实验(全)

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计算机图形学实验内容

计算机图形学实验内容

计算机图形学实验肖加清实验一图形学实验基础一、实验目的(1)掌握VC++绘图的一般步骤;(2)掌握OpenGL软件包的安装方法;(3)掌握OpenGL绘图的一般步骤;(4)掌握OpenGL的主要功能与基本语法。

二、实验容1、VC++绘图实验(1)实验容: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=3N=4N=5N=10N=30N=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class CP2{public:CP2();virtual ~CP2();CP2(double,double);double x;double y;};CP2::CP2(){this->x=0.0;this->y=0.0;}CP2::~CP2(){}CP2::CP2(double x0,double y0){this->x=x0;this->y=y0;}//视图类的一个成员函数,这个成员函数可以放在OnDraw函数里调用。

//在视图类的头文件(.h)里定义此函数void Diamond();//在视图类的实现文件(.cpp)里实现此函数void CTestView::Diamond(){CP2 *P;int N;double R;R=300;N=10;P=new CP2[N];CClientDC dc(this);CRect Rect;GetClientRect(&Rect);double theta;theta=2*PI/N;for(int i=0;i<N;i++){P[i].x=R*cos(i*theta);P[i].y=R*sin(i*theta);}for(i=0;i<=N-2;i++){for(int j=i+1;j<=N-1;j++){//其中ROUND函数需要自己实现,实现四舍五入的功能。

计算机图形学实验一

计算机图形学实验一

实验一二维基本图元的生成与填充实验目的1.了解并掌握二维基本图元的生成算法与填充算法。

2.实现直线生成的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。

3.实现圆和椭圆生成的DDA和中点算法, 对几种算法的优缺点有感性认识。

二.实验内容和要求1.选择自己熟悉的任何编程语言, 建议使用VC++。

2.创建良好的用户界面,包括菜单,参数输入区域和图形显示区域。

3.实现生成直线的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。

4.实现圆弧生成的中点算法。

5.实现多边形生成的常用算法, 如扫描线算法,边缘填充算法。

6.实现一般连通区域的基于扫描线的种子填充算法。

7.将生成算法以菜单或按钮形式集成到用户界面上。

8.直线与圆的坐标参数可以用鼠标或键盘输入。

6. 可以实现任何情形的直线和圆的生成。

实验报告1.用户界面的设计思想和框图。

2.各种实现算法的算法思想。

3.算法验证例子。

4.上交源程序。

直线生成程序设计的步骤如下:为编程实现上述算法,本程序利用最基本的绘制元素(如点、直线等),绘制图形。

如图1-1所示,为程序运行主界面,通过选择菜单及下拉菜单的各功能项分别完成各种对应算法的图形绘制。

图1-1 基本图形生成的程序运行界面2.创建工程名称为“基本图形的生成”单文档应用程序框架(1)启动VC,选择“文件”|“新建”菜单命令,并在弹出的新建对话框中单击“工程”标签。

(2)选择MFC AppWizard(exe),在“工程名称”编辑框中输入“基本图形的生成”作为工程名称,单击“确定”按钮,出现Step 1对话框。

(3)选择“单个文档”选项,单击“下一个”按钮,出现Step 2对话框。

(4)接受默认选项,单击“下一个”按钮,在出现的Step 3~Step 5对话框中,接受默认选项,单击“下一个”按钮。

(5)在Step 6对话框中单击“完成”按钮,即完成“基本图形的生成”应用程序的所有选项,随后出现工程信息对话框(记录以上步骤各选项选择情况),如图1-2所示,单击“确定”按钮,完成应用程序框架的创建。

计算机图形学实验报告4

计算机图形学实验报告4

计算机图形学实验报告4一、实验目的本次计算机图形学实验旨在深入了解和掌握计算机图形学中的一些关键概念和技术,通过实际操作和编程实现,提高对图形生成、变换、渲染等方面的理解和应用能力。

二、实验环境本次实验使用的软件环境为_____,编程语言为_____,硬件环境为_____。

三、实验内容1、二维图形的绘制使用基本的绘图函数,如直线、矩形、圆形等,绘制简单的二维图形。

通过设置线条颜色、填充颜色等属性,增强图形的表现力。

2、图形的几何变换实现图形的平移、旋转和缩放操作。

观察不同变换参数对图形的影响。

3、三维图形的生成构建简单的三维模型,如立方体、球体等。

应用光照和材质效果,使三维图形更加逼真。

四、实验步骤1、二维图形的绘制首先,在编程环境中导入所需的图形库和相关模块。

然后,定义绘图窗口的大小和坐标范围。

接下来,使用绘图函数按照指定的坐标和参数绘制直线、矩形和圆形。

最后,设置图形的颜色和填充属性,使图形更加美观。

2、图形的几何变换对于平移操作,通过修改图形顶点的坐标值来实现水平和垂直方向的移动。

对于旋转操作,根据旋转角度计算新的顶点坐标,实现图形的绕中心点旋转。

对于缩放操作,将图形的顶点坐标乘以缩放因子,达到放大或缩小图形的效果。

3、三维图形的生成首先,定义三维模型的顶点坐标和三角形面的连接关系。

然后,设置光照的位置、颜色和强度等参数。

接着,为模型添加材质属性,如颜色、反射率等。

最后,使用渲染函数将三维模型显示在屏幕上。

五、实验结果与分析1、二维图形的绘制成功绘制出了各种简单的二维图形,并且通过颜色和填充的设置,使图形具有了更好的视觉效果。

例如,绘制的矩形和圆形边缘清晰,颜色鲜艳,填充均匀。

2、图形的几何变换平移、旋转和缩放操作都能够准确地实现,并且变换效果符合预期。

在旋转操作中,发现旋转角度的正负会影响旋转的方向,而缩放因子的大小直接决定了图形的缩放程度。

3、三维图形的生成生成的三维模型具有一定的立体感和真实感。

计算机图形学实验报告绘制金刚石

计算机图形学实验报告绘制金刚石

《计算机图形学》实验报告1. 实验目的巩固对计算机图形学绘图基础知识,绘制金刚石图案2. 问题描述对题目分析,金刚石图案是由依次连接位于圆上的不同等分点的直线段构成,等分点越多,金刚石图案越复杂;要绘制一个半径300,20等分的金刚石图案;首先要设计金刚石图案的数学模型,然后定义画笔编程绘制图案;。

3. 算法的思想为把一个半径为300的圆,等分绘制金刚石图案;设计该算法为避免直线段的重复连接,需设计一个二重循环,代表起点索引号的外层整型变量i从i=0循环到i=n-2,代表终点索引号的内层整型变量j从j=i+1循环到j=n-1.以(p[i].x,p[i].y)为起点,以(p[j].x,p[j].y)为终点依次连接各线段形成金刚石图案。

4.程序核心代码void CTestView::OnDraw(CDC* pDC){CTestDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);// TODO: add draw code for native data hereCRect rect;GetClientRect(&rect);pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);pDC->SetWindowExt(rect.Width(),rect.Height());pDC->SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height());pDC->SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2);CPen NewPen,*pOldPen;NewPen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));pOldPen=pDC->SelectObject(&NewPen);double thta;thta=2*PI/20;CPoint p[20];for(int i=0;i<20;i++){p[i].x=100*cos(i*thta);p[i].y=100*sin(i*thta);}for(i=0;i<=18;i++){for(int j=i+1;j<=19;j++){pDC->MoveTo(ROUND(p[i].x),ROUND(p[i].y));pDC->LineTo(ROUND(p[j].x),ROUND(p[j].y));}}pDC->SelectObject(pOldPen);NewPen.DeleteObject();ReleaseDC(pDC);}5.程序运行结果6.实验总结初次用C+ +绘图,看到是绘制金刚石,第一感觉是一定很复杂;其实不然,由于老师简化了实验题目要求,使我们的实验任务得以轻松了很多;但是好久没有动手编写代码了,感觉很多都忘记了,虽然这次的程序并不难,实验指导书上模型都已建好,但是实际操作还是有一些问题,有些错误改了很多次都总是没有结果,最后在同学的帮助下运行改错才得出结果;通过这次实验我了解到问题的难与易在于你是否动手实际操作了,有时看似简单永远不知道在哪个细节会出错!。

《计算机图形学》实验指导书

《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。

计算机图形学实验报告一

计算机图形学实验报告一

计算机图形学实验报告⼀实验⼀直线、圆、椭圆的⽣成算法⼀、实验⽬的与内容⽬的:利⽤实验使我对所学的图形⽣成算法加深印象,并且练习书写规范的实验报告格式。

1、了解VC编程环境中常⽤控件命令和绘图函数,掌握处理图形的基本⽅法;2、实现直线⽣成算法:数值微分法、中点画线法、Bresenham画线法;3、实现圆的⽣成算法:简单画圆法、中点画圆法、Bresenham画圆法;4、实现椭圆⽣成算法:中点画椭圆法。

⼆、实验前准备:算法分析使⽤开发环境VC++6.0,建⽴⼯程MFC AppWizard exe,选择单⽂档。

进⼊IDR_MAINFRAME,编辑菜单栏,对需要处理的菜单项标题“建⽴类向导”,添加消息映射函数,在映射的函数处添加相应算法的程序代码,就可以完成整个程序。

算法的学习和理解是图形学学习的重要部分,以下对各种算法进⾏分析和总结:1、DDA算法⽣成直线斜率是DDA算法的关键,⽤两点坐标很容易可以得到斜率k,但这⾥要注意k是float。

如果k的绝对值在0和1之间,每次画点x++,y+k再进⾏四舍五⼊(因为x此时⽐y的变化快)。

否则,y++。

也就是为了保持每次+k(或1/k)要⼩于1。

不⽤对k的正负有太多考虑,例如point1(100,100),point2(200,200),可能得到k=-1,这时我们就从point1开始画点,所得的结果是相同的。

2、中点画线法判别式是中点画线法的关键,(0<=k<=1)判别式是为了判断下⼀个点是在当前点正右边还是右上⽅,是和中点⽐较的结果。

d的含义下⼀个点到中点的垂直距离,它的正负可以做下⼀个位置的判断。

初值:d = 2*a + b,增量:上⼀个点d>=0,则d+2*a,上⼀个点d<=0,则d+2*(a+b)。

3、Bresenham算法⽣成直线由误差d的符号来决定下⼀个像素是在正右⽅合适右上⽅。

d的实际意义是实际点到模拟点的垂直距离,我们让它保持在1以内(>=1时,做-1)。

计算机图形学实验(3-6)

计算机图形学实验(3-6)

实验三:区域填充一、实验目的区域填充是指先将区域内的一点(常称为种子点)赋予给定颜色,然后将这种颜色扩展到整个区域内的过程。

区域填充技术广泛应用于交互式图形、动画和美术画的计算机辅助制作中。

本实验采用递归填充算法或扫描线算法实现对光栅图形的区域填充。

通过本实验,可以掌握光栅图形编程的基本原理和方法。

二、实验内容掌握光栅图形的表示方法,实现种子算法或扫描线算法。

通过程序设计实现上述算法。

建议采用VC++实现OpenGL程序设计。

三、实验原理、方法和手段递归算法在要填充的区域内取一点(X,Y)的当前颜色记为oldcolor,用要填充的颜色newcolor去取代,递归函数如下:procedure flood-fill(X,Y,oldcolor,newcolor:integer);beginif getpixel(framebuffer,x,y)=oldcolorthen beginsetpixel(framebuffer,x,y,newcolor);flood-fill(X,Y+1,oldcolor,newcolor);flood-fill(X,Y-1,oldcolor,newcolor);flood-fill(X-1,Y,oldcolor,newcolor);flood-fill(X+1,Y,oldcolor,newcolor);endend扫描线算法扫描线算法的效率明显高于递归算法,其算法的基本思想如下:(1)(初始化)将算法设置的堆栈置为空,将给定的种子点(x,y)压入堆栈。

(2)(出栈)如果堆栈为空,算法结束;否则取栈顶元素(x,y)作为种子点。

(3)(区段填充)从种子点(x,y)开始沿纵坐标为y的当前扫描线向左右两个方向逐个象素进行填色,其值置为newcolor,直到抵达边界为止。

(4)(定范围)以x left和x right分别表示在步骤3中填充的区段两端点的横坐标。

(5)(进栈)分别在与当前扫描线相邻的上下两条扫描线上,确定位于区间[x left,x right]内的给定区域的区段。

计算机图形学实验报告

计算机图形学实验报告

姓名:学号:目录实验一直线的DDA算法一、【实验目的】1.掌握DDA算法的基本原理。

2.掌握DDA直线扫描转换算法。

3.深入了解直线扫描转换的编程思想。

二、【实验内容】1.利用DDA的算法原理,编程实现对直线的扫描转换。

2.加强对DDA算法的理解和掌握。

三、【测试数据及其结果】四、【实验源代码】#include<stdlib.h>#include<math.h>#include<GL/glut.h>#include<stdio.h>GLsizei winWidth=500;GLsizei winHeight=500;void Initial(void){glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0);}void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1) {glColor3f(1.0,0.0,0.0);int dx,dy,epsl,k;float x,y,xIncre,yIncre;dx=x1-x0; dy=y1-y0;x=x0; y=y0;if(abs(dx)>abs(dy)) epsl=abs(dx); else epsl=abs(dy);xIncre=(float)dx/(float)epsl;yIncre=(float)dy/(float)epsl;for(k=0;k<=epsl;k++){glPointSize(3);glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(int(x+0.5),(int)(y+0.5));glEnd();x+=xIncre;y+=yIncre;}}void Display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); DDALine(100,100,200,180); glFlush();}void winReshapeFcn(GLint newWidth, GLint newHeight){glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(0.0, GLdouble(newWidth), 0.0, GLdouble(newHeight));glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);winWidth=newWidth;winHeight=newHeight;}int main(int argc,char*argv[]){glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowSize(400,300);glutInitWindowPosition(100,120);glutCreateWindow("line");Initial();glutDisplayFunc(Display);glutReshapeFunc(winReshapeFcn);glutMainLoop();return 0;}实验二Bresenham绘制直线和圆一、【实验目的】1.掌握Bresenham算法扫描转换圆和直线的基本原理。

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实验1 直线的绘制 实验目的 1、通过实验,进一步理解和掌握DDA和Bresenham算法;

2、掌握以上算法生成直线段的基本过程; 3、通过编程,会在TC环境下完成用DDA或中点算法实现直线段的绘制。 实验环境 计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境 实验学时 2学时,必做实验。 实验内容 用DDA算法或Besenham算法实现斜率k在0和1之间的直线段的绘制。 实验步骤 1、算法、原理清晰,有详细的设计步骤; 2、依据算法、步骤或程序流程图,用C语言编写源程序; 3、编辑源程序并进行调试; 4、进行运行测试,并结合情况进行调整; 5、对运行结果进行保存与分析; 6、把源程序以文件的形式提交; 7、按格式书写实验报告。 实验代码:DDA: # include # include void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) { int dx,dy,epsl,k; float x,y,xIncre,yIncre; dx=x1-x0; dy=y1-y0; x=x0; y=y0; if(abs(dx)>abs(dy)) epsl=abs(dx); else epsl=abs(dy); xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;k<=epsl;k++) { putpixel((int)(x+0.5),(int)(y+0.5),4); x+=xIncre; y+=yIncre; } } main(){ int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT; initgraph(&gdriver , &gmode ,"C:\\TC20\\BGI"); DDALine(0,0,35,26,4); getch ( ); closegraph ( ); }

Bresenham: #include #include void BresenhamLine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) { int x,y,dx,dy,e; dx=x1-x0; dy=y1-y0; e=-dx;x=x0;y=y0; while(x<=x1){ putpixel(x,y,color); x++; e=e+2*dy; if(e>0){ y++; e=e-2*dx; } } } main(){ int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT; initgraph(&gdriver , &gmode ,"c:\\TC20\\BGI"); BresenhamLine(0, 0 , 120, 200,5 ); getch ( ); closegraph ( ); } 实验2 圆和椭圆的绘制 实验目的 1、通过实验,进一步理解和掌握中点算法;

2、掌握以上算法生成椭圆或圆的基本过程; 3、通过编程,会在TC环境下完成用中点算法实现椭圆或圆的绘制。 实验环境 计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境 实验学时 2学时,必做实验。 实验内容 用中点(Besenham)算法实现椭圆或圆的绘制。 实验步骤 1. 算法、原理清晰,有详细的设计步骤; 2. 依据算法、步骤或程序流程图,用C语言编写源程序; 3. 编辑源程序并进行调试; 4. 进行运行测试,并结合情况进行调整; 5. 对运行结果进行保存与分析; 6. 打印源程序或把源程序以文件的形式提交; 7. 按格式书写实验报告。 分析与思考 1.为何在程序运行时,有的椭圆或圆仅在屏幕左上角显示了一部分? 2.用中点算法生成的椭圆,为何在半径较大时,图形的失真严重? 实验代码: 圆: #include #include void CirclePoint(int x,int y,int color) { putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,y+100,color); putpixel(x+100,-y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color); putpixel(y+100,x+100,color); putpixel(y+100,-x+100,color); putpixel(-y+100,x+100,color); putpixel(-y+100,-x+100,color); } void MidBresenhamCircle(int r,int color) { int x,y,d; x=0;y=r;d=1-r; while(x<=y){ CirclePoint(x,y,color); if(d<0) d+=2*x+3; else{ d+=2*(x-y)+5; y--; } x++; } } main( ) { int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT; initgraph(&gdriver , &gmode ,"c:\\tc20\\bgi" ); MidBresenhamCircle(50,6); getch ( ); closegraph ( ); } 实验截图:

椭圆: #include "graphics.h" void MidBresenhamEllipse(int a,int b,int color) { int x,y; float d1,d2; x=0;y=b; d1=b*b+a*a*(-b+0.5); putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color); putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color); while(b*b*(x+1)if(d1<=0){ d1+=b*b*(2*x+3); x++; } else{ d1+=b*b*(2*x+3)+a*a*(-2*y+2); x++;y--; } putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color); putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color); } d2=b*b*(x+0.5)*(x+0.5)+a*a*(y-1)*(y-1)-a*a*b*b; while(y>0){ if(d2<=0){ d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3); x++; y--; } else{ d2+=a*a*(-2*y+3); y--; } putpixel(x+100,y+100,color); putpixel(-x+100,-y+100,color); putpixel(-x+100,y+100,color);putpixel(x+100,-y+100,color); } } main( ) { int gdriver ,gmode ; gdriver = DETECT; initgraph(&gdriver , &gmode ,"c:\\tc20\\bgi" ); MidBresenhamEllipse(8,6,2); getch ( ); closegraph ( ); } 实验截图: 实验3 图形填充 实验目的 4、通过实验,进一步理解和掌握图形填充常用算法;

5、掌握以上算法进行填充图形的基本过程; 6、通过编程,会在TC环境下完成图形填充。 实验环境 计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境 实验学时 2学时,必做实验。 实验内容 任意画一个多边形,并用边填充算法进行填充。(多边形的顶点坐标存放在数组中,坐标值由键盘输入) 实验步骤 1、算法、原理清晰,有详细的设计步骤; 2、依据算法、步骤或程序流程图,用C语言编写源程序; 3、编辑源程序并进行调试; 4、进行运行测试,并结合情况进行调整; 5、对运行结果进行保存与分析; 6、打印源程序或把源程序以文件的形式提交; 7、按格式书写实验报告。 实验代码: #include #include #include #include #define MP 100 #include #define false 0 void edge_mark(int arr[][2],int value,int polydeflen) { int by,x,y,ax,ay; int i,j; float k; by=arr[polydeflen-1][1];

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