计算机图形学实验报告
武汉工业学院
数学与计算机学院
《计算机图形学》
实验报告
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学号：
姓名：
指导老师：
2012年5月25日
第二章直线生成算法2.1 实验原理
2.1.1 中点Bresenham算法
2.2 实验内容
请使用中点Bresenham算法来生成直线。
实验环境：Turboc 或Visual C++
2.3 程序代码
void CTest1View::BresenhamLine(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1) {
int color=RGB(250,0,0);
//k为直线的斜率
float k=(y1-y0)/(x1-x0);
//d为中点偏差判别式
float d=0.5-k;
int x;
int y=y0;
for (x=x0; x<=x1; x++)
{
pDC->SetPixel(x, y, color);
if(d<0){
y=y+1;
d=d+1-k;
}
else
{
d=d-k;
}
}
}
2.4运行结果
\
2.5心得体会
通过本次实验我学会了很多东西，例如:熟悉了在VC++环境下开发图形程序的流程，学会了在类的view里面创建新的绘图函数，然后在ondraw函数中调用自己创建的绘图函数来实现绘图算法，本次实验首先运行了DDA算法，再通过Bresenham算法的原理，编写了Bresenham算法的绘图函数，熟悉了直线的两种绘，这次试验是今后图形学试验的基础，所以掌握好了这次知识点，无疑是为今后的试验作铺垫。
第三章圆弧生成算法
3.1 实验原理
中点算法
Bresenham算法
3.2 实验内容
用上述每一种算法来实现圆弧的生成。每一种算法的实现用一个函数来表示。
实验环境：Turboc 或Visual C++。
3.3程序代码
void CTest2View::myCircle(CDC* pDC,float n,float m,float r) {
int color=RGB(250,0,0);
int a,b;
int f,x,y;
a=0;
b=0;
f=0;
x=a;
y=b+r;
while(y>b)
{
pDC->SetPixel(x+n,-y+m,color);
pDC->SetPixel(-x+n,-y+m,color);
pDC->SetPixel(-x+n,y+m,color);
pDC->SetPixel(x+n,y+m,color);
if (f>0)
{
f=f-2*(y-b)+1;
y=y-1;
}
else
{
f=f+2*(x-a)+1;
x++;
}
}
if (y==b)
{
pDC->SetPixel(x+n,y+m,color);
pDC->SetPixel(-x+n,y+m,color);
pDC->SetPixel(x+n,-y+m,color);
pDC->SetPixel(-x+n,-y+m,color);
}
}
3.1.2 Bresenham算法
void CTest2View::BersenhamCircle(CDC* pDC,float n,float m,float r) {
int color=RGB(250,0,0);
float a,b;
float f,x,y;
a=0;
b=0;
f=1.25-r;
x=a;
y=b+r;
while(y>x)
{
pDC->SetPixel(x+n,-y+m,color);
pDC->SetPixel(-x+n,-y+m,color);
pDC->SetPixel(-x+n,y+m,color);
pDC->SetPixel(x+n,y+m,color);
pDC->SetPixel(y+n,-x+m,color);
pDC->SetPixel(-y+n,-x+m,color);
pDC->SetPixel(-y+n,x+m,color);
pDC->SetPixel(y+n,x+m,color);
if (f>0)
{
f=f+2*(x-y)+5;
y=y-1;
x++;
}
else
{
f=f+2*x+3;
x++;
}
}
}
3.3运行结果
3.4 心得体会
本次实验是参考老师提供的参考程序和课本中绘制1/8圆的中点Bresenham 算法原理完成的，通过对绘制1/8圆的算法原理进行修改，同时绘制8个1/8圆，能够化整为零，描绘出一个完整的圆形。这次试验的思想在图形学中非常关键，是学习图形学的重点，所以这次实验是收获颇丰。
第四章裁剪算法
4.1 实验原理
Cohen－Sutherland线段裁剪算法，中点分割线段裁剪算法，Liang-Barsky裁剪算法，Sutherland-Hodgman多边形裁剪算法，字符裁剪算法。
4.2 实验内容
1）实现Cohen-Sutherland线段裁剪算法。
2）实现中点分割线段裁剪算法。
3）实现Liang-Barsky裁剪算法。
4）字符裁剪算法的实现。
实验环境：Turboc 或Visual C++
4.3 程序代码
4.3.1 Cohen-Sutherland线段裁剪算法代码：
void CTest3View::Sutherland(CDC* pDC,int x0,int y0,int x2,int y2) {
pDC->MoveTo(100,50);
pDC->LineTo(200,50);
pDC->LineTo(200,100);
pDC->LineTo(100,100);
pDC->LineTo(100,50);
int c1=RC(x0,y0);
int c2=RC(x2,y2);
int c=0;
int x=0,y=0;
while((c1!=0)||(c2!=0))
{
if((c1&c2)!=0)return;
c=c1;
if(c1==0)c=c2;
if((c&left)!=0)
{
x=xl;
y=y0+(y2-y0)*(xl-x0)/(x2-x0);
}
else if((c&right)!=0)
{
x=xr;
y=y0+(y2-y0)*(xr-x0)/(x2-x0);
}
else if((c&bottom)!=0)
{
y=yb;
x=x0+(x2-x0)*(yb-y0)/(y2-y0);
}
else if ((c&top)!=0)
{
y=yt;
x=x0+(x2-x0)*(yt-y0)/(y2-y0);
}
if(c==c1)
{
x0=x;
y0=y;
c1=RC(x,y);
}
else
{
x2=x;
y2=y;
c2=RC(x,y);
}
}//end while
pDC->MoveTo(x0,y0);
pDC->LineTo(x2,y2);
}
int CTest3View::RC(int x,int y)
{
int c=0;
if(x<100)
c=c|1;
else if(x>200)
c=c|2;
if(y<50)
c=c|8;
else if(y>100)
c=c|4;
return c;
}
4.3.2实验结果：
4.4心得体会
通过本次实验，了解了几种线段裁剪算法，Cohen-Sutherland算法主要思想是把直线段和窗口的关系划分为三种情况，对前两种情况进行“简取”和“简弃”的处理，第三种情况根据交点计算公式计算直线段和窗口边界的交点。中点分割直线段裁剪算法将直线段等分为两段直线，对每段重复“简取”和“简弃”的处理。裁剪算法是我们学习的又一个图形学中的重要算法，我会努力熟练运用。
第五章二维变换
5.1 实验原理
1．二维平移变换原理
2．二维缩放变换
3．二维对称变换
4．二维旋转变换
5．二维错切变换
5.2 实验内容
实现上述各种二维变换。
实验环境：Turboc 或Visual C++/OpenGL
5.3 程序代码
5.3.1 二维平移变换原理代码
void CTest4View::pingyi(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1) {
int color=RGB(250,0,0);
int dx=100;
int dy=10;
int x2=x0+dx;
int y2=y0+dy;
int x3=x1+dx;
int y3=y1+dy;
pDC->MoveTo(x0,y0);
pDC->LineTo(x1,y1);
pDC->MoveTo(x2,y2);
pDC->LineTo(x3,y3);
}
运行结果：
5.3.2 二维缩放变换原理代码
void CTest4View::suofang(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,int x2,int y2,int sx,int sy) {
int color=RGB(250,0,0);
pDC->MoveTo(x0,y0);
pDC->LineTo(x1,y1);
pDC->MoveTo(x1,y1);
pDC->LineTo(x2,y2);
pDC->MoveTo(x2,y2);
pDC->LineTo(x0,y0);
int x3=x0*sx;
int y3=y0*sy;
int x4=x1*sx;
int y4=y1*sy;
int x5=x2*sx;
int y5=y2*sy;
pDC->MoveTo(x3,y3);
pDC->LineTo(x4,y4);
pDC->MoveTo(x4,y4);
pDC->LineTo(x5,y5);
pDC->MoveTo(x5,y5);
pDC->LineTo(x3,y3);
}
运行结果：
5.3.3 二维对称变换原理代码
void CTest4View::duicheng(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,int x2,int y2,int sx,int sy) {
int color=RGB(250,0,0);
pDC->MoveTo(x0,y0);
pDC->LineTo(x1,y1);
pDC->MoveTo(x1,y1);
pDC->LineTo(x2,y2);
pDC->MoveTo(x2,y2);
pDC->LineTo(x0,y0);
int x3=x0*sx;
int y3=y0*sy;
int x4=x1*sx;
int y4=y1*sy;
int x5=x2*sx;
int y5=y2*sy;
pDC->MoveTo(x3,y3);
pDC->LineTo(x4,y4);
pDC->MoveTo(x4,y4);
pDC->LineTo(x5,y5);
pDC->MoveTo(x5,y5);
pDC->LineTo(x3,y3);
}
5.3.3二维旋转变换代码
void CTest4View::xuanzhuan(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,int x2,int y2,int a)
{
int x=50;
int y=50;
int color=RGB(250,0,0);
pDC->MoveTo(x0,y0);
pDC->LineTo(x1,y1);
pDC->LineTo(x2,y2);
pDC->LineTo(x0,y0);
int x3=(x0-x)*cos(a)-(y0-y)*sin(a)+x;
int y3=(x0-x)*sin(a)+(y0-y)*cos(a)+y;
int x4=(x1-x)*cos(a)-(y1-y)*sin(a)+x;
int y4=(x1-x)*sin(a)+(y1-y)*cos(a)+y;
int x5=(x2-x)*cos(a)-(y2-y)*sin(a)+x;
int y5=(x2-x)*sin(a)+(y2-y)*cos(a)+y;
pDC->MoveTo(x3,y3);
pDC->LineTo(x4,y4);
pDC->LineTo(x5,y5);
pDC->LineTo(x3,y3);
}
运行结果：
5.3.4 二维错切变换代码
void CTest4View::cuoqie(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,int x2,int y2,int b,int c) {
int color=RGB(250,0,0);
pDC->MoveTo(x0,y0);
pDC->LineTo(x1,y1);
pDC->LineTo(x2,y2);
pDC->LineTo(x0,y0);
int x3=x0+y0*c;
int y3=x0*b+y0;
int x4=x1+y1*c;
int y4=x1*b+y1;
int x5=x2+y2*c;
int y5=x2*b+y2;
pDC->MoveTo(x3,y3);
pDC->LineTo(x4,y4);
pDC->LineTo(x5,y5);
pDC->LineTo(x3,y3);
}
运行结果：
5.4 心得体会
通过本次实验，掌握了二维图形的基本几何变换，分别是二维平移变换原理以及二维对称变换原理，其中平移变换就是将要移动的点的X坐标和Y坐标分别加上两个值，就可以实现水平平移或垂直平移。比例变换就是将X坐标和Y坐标乘以一个值，大于1就是放大，小于1就是缩小。而反射变换需要根据不同的对称坐标乘以不同的值。技巧，除开其中也牵扯到一些相关计算，要尤其值得我注意。
第六章三维变换
6.1 实验原理：
三维平移变换，三维缩放变换，三维旋转变换，三维平行投影。
OpenGL平行投影函数共有两个：
一个函数是：
void glOrtho(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,GLdouble top,
GLdouble near,GLdouble far)
它创建一个平行视景体。实际上这个函数的操作是创建一个平行投影矩阵，
并且用这个
矩阵乘以当前矩阵。其中近裁剪平面是一个矩形，矩形左下角点三维空间坐标是(left,bottom,-near)，右上角点是(right,top,-near)；远裁剪平面也是一个矩形，左下角
点空间坐标是(left,bottom,-far)，右上角点是(right,top,-far)。所有的near 和far值同时为正或同时为负。如果没有其他变换，正射投影的方向平行于Z 轴，且视点朝向Z负轴。
这意味着物体在视点前面时far和near都为负值，物体在视点后面时far和near 都为正值。
另一个函数是：
void gluOrtho2D(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,GLdouble top)
它是一个特殊的正射投影函数，主要用于二维图像到二维屏幕上的投影。它的near和
far缺省值分别为-1.0和1.0，所有二维物体的Z坐标都为0.0。因此它的裁剪面是一个左
下角点为(left,bottom)、右上角点为(right,top)的矩形。
OpenGL透视投影函数共有两个：
void glFrustum(GLdouble left,GLdouble Right,GLdouble bottom,GLdouble top,
GLdouble near,GLdouble far);
它创建一个透视视景体。其操作是创建一个透视投影矩阵，并且用这个矩阵乘以当前矩
阵。这个函数的参数只定义近裁剪平面的左下角点和右上角点的三维空间坐标，即(left,bottom,-near)和(right,top,-near)；最后一个参数far是远裁剪平面的Z负值，其
左下角点和右上角点空间坐标由函数根据透视投影原理自动生成。near和far表示离视点的远近，它们总为正值。
另一个函数是：
void gluPerspective(GLdouble fovy,GLdouble aspect,GLdouble zNear, GLdouble zFar);
6.2 实验内容
1）利用三维变换原理实现一个三维长方体物体的平移，旋转和缩放变换。
2）利用三维透视原理实现平行投影和透视投影。
6.3 程序代码
6.3.1长方体平移代码
void CMyView::OnScalingXyz()
{
// TODO: Add your command handler code here m_Select=SEL_MO;
CBaseClass my1;
my1.Rol=5;
my1.DE=50;
my1.Theta=45;
my1.Phi=45;
int i,j;
for ( i=1;i<=4;++i)
{
for ( j=1;j<=4;++j)
my1.A[i][j]=0;
}
my1.A[1][1]=2;
my1.A[2][2]=1;
my1.A[3][3]=1;
my1.A[4][4]=1;
// RedrawWindow();
my1.DrawPers1();
}
6.3.2长方体旋转代码
void CMyView::OnRotationX()
{
// TODO: Add your command handler code here // RedrawWindow();
m_Select=SEL_RX;
m_str="关于X旋转";
CBaseClass my1; //构造新的对象
my1.Rol=5;
my1.DE=50;
my1.Theta=45;
my1.Phi=45;
int i,j;
for ( i=1;i<=4;++i)
{
for ( j=1;j<=4;++j)
my1.A[i][j]=0;
}
my1.A[1][1]=1;
my1.A[2][2]=cos(60*PI/180);//
my1.A[3][2]=sin(60*PI/180);
my1.A[2][3]=-sin(60*PI/180);
my1.A[3][3]=cos(60*PI/180);
my1.A[4][4]=1;
my1.DrawPers1();
}
实验结果：
6.3.3平行投影代码
void CMyView::OnV()
{
// TODO: Add your command handler code here m_Select=SEL_V;
m_str="主视图";
int i,j;
CBaseClass my1; //构造新的对象
//将主视图变换矩阵清零
for ( i=1;i<=4;++i)
{
for ( j=1;j<=4;++j)
my1.A[i][j]=0;
}
//给主视图变换矩阵赋值
my1.A[1][1]=1;
my1.A[3][3]=1;
my1.A[4][4]=1;
RedrawWindow();
my1.Display();
}
实验结果：
6.4 心得体会
在本次试验中，我利用了齐次坐标，使得三维变换和二维变换一样，定义齐次坐标后，得到三维变换矩阵，是利用了顶点集合的规范化齐次坐标矩阵和变换矩阵相乘的方法，实现了平移，旋转，反射等等变换。
这次试验中，让我了解了图形学的魅力所在，不仅增加了图形学的知识，也让我在问同学问题的过程中，建立了深厚的友谊，而且还培养了我自己发现问题，解决问题的好习惯，很好的运用了网络，运用了百度的强大功能，找到了我想要的答案，谢谢老师能给我们一个这么好的机会，谢谢。
计算机图形学实验报告
《计算机图形学》实验报告姓名：郭子玉 学号：2012211632 班级：计算机12-2班 实验地点：逸夫楼507 实验时间：15.04.10 15.04.17
实验一 1 实验目的和要求 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。 2 实验环境和工具 开发环境：Visual C++ 6.0 实验平台：Experiment_Frame_One （自制平台） 3 实验结果 3.1 程序流程图 （1）DDA 算法 是 否 否 是 是 开始 计算k ，b K<=1 x=x+1;y=y+k; 绘点 x<=X1 y<=Y1 绘点 y=y+1;x=x+1/k; 结束
（2）Mid_Bresenham 算法 是 否 否 是 是 是 否 是 否 开始 计算dx,dy dx>dy D=dx-2*dy 绘点 D<0 y=y+1；D = D + 2*dx - 2*dy; x=x+1; D = D - 2*dy; x=x+1; x 3.2程序代码 //-------------------------算法实现------------------------------// //绘制像素的函数DrawPixel(x, y); (1)DDA算法 void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) { //----------请实现DDA算法------------// float k, b; float d; k = float(Y1 - Y0)/float(X1 - X0); b = float(X1*Y0 - X0*Y1)/float(X1 - X0); if(fabs(k)<= 1) { if(X0 > X1) { int temp = X0; X0 = X1; X1 = temp; } 《高级计算机图形学》实验报告 姓名：学号：班级： 【实验报告要求】 实验名称：高级计算机图形学室内场景 实验目的：掌握使用OpenGL生成真实感复杂对象的方法，进一步熟练掌握构造实体几何表示法、扫描表示法、八叉树法、BSP树法等建模方法。 实验要求：要求利用OpenGL生成一个真实感的复杂对象及其周围场景，并显示观测点变化时的几何变换，要具备在一个纹理复杂的场景中漫游功能。要求使用到光线跟踪算法、 纹理映射技术以及实时绘制技术。 一、实验效果图 图1:正面效果图 图2：背面效果图 图4：背面效果图 图4：室内场景细节效果图 图5：场景角度转换效果图 二、源文件数据代码： 共6个文件，其实现代码如下： 1、DlgAbout.cpp #include "StdAfx.h" #include "DlgAbout.h" CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD) { } void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) { CDialog::DoDataExchange(pDX); } BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog) END_MESSAGE_MAP() 2、FormCommandView.cpp #include "stdafx.h" #include "Tool.h" #include "MainFrm.h" #include "FormCommandView.h" #include "ToolDoc.h" #include "RenderView.h" // Download by https://www.wendangku.net/doc/1317675889.html, #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif // CFormCommandView IMPLEMENT_DYNCREATE(CFormCommandView, CFormView) CFormCommandView::CFormCommandView() : CFormView(CFormCommandView::IDD) { //{{AFX_DATA_INIT(CFormCommandView) 名词解释 将图形描述转换成用像素矩阵表示的过程称为扫描转换。 1．图形 2．像素图 3．参数图 4．扫描线 5．构造实体几何表示法 6．投影 7．参数向量方程 8．自由曲线 9．曲线拟合 10．曲线插值 11．区域填充 12．扫描转换 三、填空 1．图形软件的建立方法包括提供图形程序包、和采用专用高级语言。 2．直线的属性包括线型、和颜色。 3．颜色通常用红、绿和蓝三原色的含量来表示。对于不具有彩色功能的显示系统，颜色显示为。 4．平面图形在内存中有两种表示方法，即和矢量表示法。 5．字符作为图形有和矢量字符之分。 6．区域的表示有和边界表示两种形式。 7．区域的内点表示法枚举区域内的所有像素，通过来实现内点表示。 8．区域的边界表示法枚举区域边界上的所有像素，通过给赋予同一属性值来实现边界表示。 9．区域填充有和扫描转换填充。 10．区域填充属性包括填充式样、和填充图案。 11．对于图形，通常是以点变换为基础，把图形的一系列顶点作几何变换后， 连接新的顶点序列即可产生新的变换后的图形。 12．裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在之内。 13．字符裁剪方法包括、单个字符裁剪和字符串裁剪。 14．图形变换是指将图形的几何信息经过产生新的图形。 15．从平面上点的齐次坐标，经齐次坐标变换，最后转换为平面上点的坐标，这一变换过程称为。 16．实体的表面具有、有界性、非自交性和闭合性。 17．集合的内点是集合中的点，在该点的内的所有点都是集合中的元素。 18．空间一点的任意邻域内既有集合中的点，又有集合外的点，则称该点为集合的。 19．内点组成的集合称为集合的。 20．边界点组成的集合称为集合的。 21．任意一个实体可以表示为的并集。 22．集合与它的边界的并集称集合的。 23．取集合的内部，再取内部的闭包，所得的集合称为原集合的。 24．如果曲面上任意一点都存在一个充分小的邻域，该邻域与平面上的（开）圆盘同构，即邻域与圆盘之间存在连续的1-1映射，则称该曲面为。 25．对于一个占据有限空间的正则（点）集，如果其表面是，则该正则集为一个实体（有效物体）。 26．通过实体的边界来表示一个实体的方法称为。 27．表面由平面多边形构成的空间三维体称为。 28．扫描表示法的两个关键要素是和扫描轨迹。 29．标量：一个标量表示。 30．向量：一个向量是由若干个标量组成的，其中每个标量称为向量的一个分量。 四、简答题 1. 什么是图像的分辨率？ 图像拼接的调研报告 1.图像拼接的意义和国内外研究现状 1.1 意义 图像拼接（image mosaic）技术是将一组相互间存在重叠部分的图像序列进行空间配准，经重采样融合后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术。图像拼接是数字图像处理领域的一个重要的研究方向，在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像分析、计算机图形等领域有着广泛的应用价值。 图像拼接技术一个日益流行的研究领域，是虚拟现实、计算机视觉、计算机图形学和图像处理等领域的重要研究课题，在宇宙空间探测、海底勘测、医学、气象、地质勘测、军事、视频压缩和传输、视频的索引和检索、物体的3D重建、军事侦察和公安取证、数码相机的超分辨率处理等领域都有广泛的应用。因此，图像拼接技术的研究具有很好的应用前景和实际应用价值。 1.2 国内外研究现状。 关于图像拼接的方法国内外已有不少的论文发表，其算法大致可分为基于模型的方法，基于变换域的方法，基于灰度相关的方法和基于特征的方法，而如何提高图像拼接的效率，减少处理时间和增强拼接系统的适应性一直是研究的重点。 ①基于模型： 1996年，微软研究院的Richard Szeliski提出了一种2D空间八参数投影变换模型，采用Levenberg-Marquardt迭代非线性最小化方法（简称L-M算法）求出图像间的几何变换参数来进行图像配准。这种方法在处理具有平移、旋转、仿射等多种变换的待拼接图像方面效果好，收敛速度快，因此成为图像拼接领域的经典算法，但是计算量大，拼接效果不稳定。 2000年，Shmuel Peleg等人在Richard Szeliski的基础上做了进一步的改进，提出了自适应图像拼接模型，根据相机的不同运动而自适应选择拼接模型，通过把图像分成狭条进行多重投影来完成图像的拼接。这一研究成果推动了图像拼接技术的进一步的发展，从此自适应问题成为图像拼接领域新的研究热点。 匹兹堡大学的Sevket Gumustekin对消除在固定点旋转摄像机拍摄自然景物时形成的透视变形和全景图像的拼接进行了研究。通过标定摄像机来建立成像模型，根据成像模型将捕获到的图像投影到同一的高斯球面上，从而得到拼接图像。这种方法拼接效果好、可靠性高，但是要求对摄像机进行精确的标定，同时要求摄像机透镜本身的畸形参数引起的图像变形可以忽略不计。 ②基于变换域： 1975年，Kuglin和Hines提出了相位相关法，利用傅里叶变换将两幅带配准的图像变换频域，然后利用互功率谱直接计算出两幅图像间的平移矢量。 1987年，De Castro和Morandi提出了扩展相位相关法，利用傅里叶变换的性质能够实现具有旋转和平移变换的图像的配准。随着快速傅里叶变换算法的提出以及信号处理领域对傅里叶变换的成熟应用，Reddy和Chatterji提出了基于快速傅里叶变换（FFT-based）的方法，利用极坐标变换和互功率谱，对具有平移、旋转和缩放变换的图像都能够实现精确配准。 相位相关法计算简单精准，但要求待配准图像之间有较大重叠比例，同时计算量和适用 中南大学信息科学与工程学院 实验报告实验名称 实验地点科技楼四楼 实验日期2014年6月 指导教师 学生班级 学生姓名 学生学号 提交日期2014年6月 实验一Window图形编程基础 一、实验类型：验证型实验 二、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； 三、实验内容 创建基于MFC的Single Document应用程序（Win32应用程序也可，同学们可根据自己的喜好决定），程序可以实现以下要求： 1、用户可以通过菜单选择绘图颜色； 2、用户点击菜单选择绘图形状时，能在视图中绘制指定形状的图形； 四、实验要求与指导 1、建立名为“颜色”的菜单，该菜单下有四个菜单项：红、绿、蓝、黄。用户通过点击不同的菜单项，可以选择不同的颜色进行绘图。 2、建立名为“绘图”的菜单，该菜单下有三个菜单项：直线、曲线、矩形 其中“曲线”项有级联菜单，包括：圆、椭圆。 3、用户通过点击“绘图”中不同的菜单项，弹出对话框，让用户输入绘图位置，在指定位置进行绘图。 五、实验结果： 六、实验主要代码 1、画直线：CClientDC *m_pDC;再在OnDraw函数里给变量初始化m_pDC=new CClientDC(this); 在OnDraw函数中添加： m_pDC=new CClientDC(this); m_pDC->MoveTo(10,10); m_pDC->LineTo(100,100); m_pDC->SetPixel(100,200,RGB(0,0,0)); m_pDC->TextOut(100,100); 2、画圆： void CMyCG::LineDDA2(int xa, int ya, int xb, int yb, CDC *pDC) { int dx = xb - xa; int dy = yb - ya; int Steps, k; float xIncrement,yIncrement; float x = xa,y= ya; if(abs(dx)>abs(dy)) 一、设计内容与要求 1.1、设计题目 算法实现时钟运动 1.2、总体目标和要求 （1）目标：以图形学算法为目标，深入研究。继而策划、设计并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，并能从某些方面作出评价和改进意见。通过完成一个完整程序，经历策划、设计、开发、测试、总结和验收各阶段，达到巩固和实践计算机图形学课程中的理论和算法；学习表现计算机图形学算法的技巧；培养认真学习、积极探索的精神。 （2）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演示系统，界面要求美观大方，能清楚地演示算法执行的每一个步骤。（3）开发环境：Viusal C++ 6.0 1.3、设计要求 内容： （1）掌握动画基本原理； （2）实现平面几何变换； 功能要求： （1）显示时钟三个时针，实现三根时针间的相互关系； （2）通过右键菜单切换时钟背景与时针颜色； 1.4设计方案 通过使用OpenGL提供的标准库函数，综合图形学Bresenham画线和画圆的算法，OpenGL颜色模型中颜色表示模式等实现指针式时钟运动，并通过点击右键菜单实习时钟背景与时针颜色的转换。根据Bresenham画线和画圆的算法，画出时钟的指针和表盘。再根据OpenGL颜色模型定义当前颜色。设置当时钟运行时交换的菜单，运行程序时可变换时钟背景与时针的颜色。最后再设置一个恢复菜单恢复开始时表盘与指针的颜色。 二、总体设计 2.1、过程流程图 2.2、椭圆的中点生成算法 1、椭圆对称性质原理： （1）圆是满足x轴对称的，这样只需要计算原来的1/2点的位置；（2）圆是满足y轴对称的，这样只需要计算原来的1/2点的位置； 通过上面分析可以得到实际上我们计算椭圆生成时候，只需要计算1/4个椭圆就可以实现对于所有点的生成了。 2、中点椭圆算法内容： （1）输入椭圆的两个半径r1和r2，并且输入椭圆的圆心。设置初始点(x0,y0)的位置为(0,r2); （2）计算区域1中央决策参数的初始值 p = ry*ry - rx*rx*ry + 1/4*(rx*rx); （3）在区域1中的每个Xn为止，从n = 0 开始，直到|K|(斜率）小于-1时后结束； <1>如果p < 0 ，绘制下一个点(x+1,y)，并且计算 p = p + r2*r2*(3+2*x); <2>如果P >=0 ,绘制下一个点(x+1,y-1),并且计算 p = p + r2*r2*(3+2*point.x) - 2*r1*r1*(y-1) (4)设置新的参数初始值； p = ry*ry(X0+1/2)*(X0+1/2) + rx*rx*(Y0-1) - rx*rx*ry*ry; (5)在区域2中的每个Yn为止，从n = 0开始，直到y = 0时结束。 <1>如果P>0的情况下,下一个目标点为(x,y-1)，并且计算 p = p - 2rx*rx*(Yn+1) + rx*rx; 一、填空题 1．将多边形外部一点A与某一点B用线段连接，若此线段与多边形边界相交的次数为??????????，则点B在多边形外部。若此线段与多边形边界相交的次数为??????????，则点B在多边形内部。 2．生成直线的四点要求是_______________________，____________________________，____________________________________，速度要快。 3．由5个控制顶点Pi(i=0,1,…4)所决定的3次B样条曲线，由??????????段3次B样条曲线段光滑连接而成。 4．用于减少或克服在“光栅图形显示器上绘制直线、多边形等连续图形时，由离散量表示连续量引起的失真”的技术叫??????????。 5．图形的数学表示法一般有??????????，??????????，??????????。 1.一个交互性的计算机图形系统应具有、、、、 输入等五方面的功能。 2.阴极射线管从结构上可以分为、和。 3.常用的图形绘制设备有和，其中支持矢量格式。 4.PHIGS和GKS将各种图形输入设备从逻辑上分为六种：定位设备、笔划设 备、、、和。 5.通常可以采用和处理线宽。 6.齐次坐标表示就是用维向量表示n维向量。 7.平行投影根据可以分为投影和投影。 8.一个交互式计算机图形处理系统包括图形软件和_____________，图形软件又分为 _____________、_____________和三部分。 9.构成图形的要素包括和，在计算机中通常用采用两种方法来表示 图形，他们是和。 10.荫罩式彩色显像管的结构包括、、和。 11.目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成：、和一 个ROM BIOS芯片。 12.在交互输入过程中，图形系统中有_____________、、和其组 合形式等几种输入（控制）模式。 13.填充一个特定区域，其属性选择包括、和。 14.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用和参数法，其中用参数法描 述的图形称为，用描述的图形称为。 15.在显示技术中，我们常常采用提高总的光强等级。 16.常用的交互式绘图技术有、、和。 虚拟现实（V R）技术的 调研报告 姓名: 学号： 一、虚拟现实的概念 1、虚拟现实（VirtualReality，简称VR） 虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利 用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。通过模拟产生一个逼真的虚拟世界，给用户提供完整的视觉、听觉、触觉等感官体验，让用户如身历其境能够实现在自然环境下的各种感知的高级人机交互技术。 2、虚拟现实（VirtualReality）的特征 （1）沉浸感：又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度，是VR技术最重要的特征，影响沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、三维图像中的深度信息、画面的视野、实现跟踪的时间或空间响应及交互设备的约束程度等。虚拟现实时代，人将从过去只能在计算机系统的外部观测处理结果，到沉浸到计算机系统所创建的环境中。 （2）交互性：指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。人将从过去只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字信息交互，升级为用多种传感器（眼球识别、语音、手势乃至脑电波）与多维信息的环境交互。 （3）想象力：指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。人将不只从定性和定量综合集成的环境中得到感知和理性的认识，而是能够实现概念深化和新意萌发。 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 #include 计算机图形学实验报告记录 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 计算机图形学实验报告 姓名：___ __________ 学号：_____ ________ 班级：______ _______ 时间：_____2016年12月_________ 实验一OpenGL编程与图形绘制 1．实验目的 了解OpenGL编程，并熟悉OpenGL的主要功能、绘制流程和基本语法。学会配置OpenGL环境，并在该环境中编程绘图。 2．实验内容 OpenGL的主要功能：模型绘制、模型观察、颜色模式、光照应用、图像效果增强、位图和图像处理、纹理映射、实时动画和交互技术。 OpenGL的绘制流程分为两个方面：一个完整的窗口系统的OpenGL图形处理系统的结构为：最底层为图形硬件，第二层为操作系统，第三层为窗口系统，第四层为OpenGL，最上面的层为应用软件；OpenGL命令将被放在一个命令缓冲区中，这样命令缓冲区中包含了大量的命令、顶点数据和纹理数据。当缓冲区被清空时，缓冲区中的命令和数据都将传递给流水线的下一个阶段。 OpenGL的基本语法中相关库有：OpenGL核心库：gl、OpenGL实用程序库：glu、OpenG 编程辅助库：aux、OpenGL实用程序工具包（OpenGL utility toolkit，GLUT）：glut、Windows 专用库：wgl。 OpenGL的基本语法中命名规则为：OpenGL函数都遵循一个命名约定，即采用以下格式：<库前缀><根命令><可选的参数个数><可选的参数类型>。 了解了上述基础知识后，配置好OpenGL环境，然后在该环境中编程练习图形的绘制，本次实验主要是对点的绘制、直线的绘制和多边形面的绘制。 3．实验代码及结果 3.1点的绘制： #include 计算机技术工程领域（085211） 全日制专业学位硕士研究生培养方案 一、学科简介 本学科为计算机科学与技术学科的计算机技术专业硕士点，计算机科学与技术专业是我校信息学科的核心专业之一，计算机技术是以培养高素质的创新型工程技术人才为目的。本学科在多年的教学科研工作中，兼顾工程技术实践与理论研究，着力建设重实践、宽口径的特色专业，以校企联合为手段，为信息技术产业输送高层次的计算机专门人才。在应用技术方面跟踪国内外前沿方向，形成应用技术研究与实践、产学研结合的特色。 二、培养目标 计算机技术工程领域培养基础扎实、素质全面、工程实践能力强并具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才，基本要求是： 1.拥护党的基本路线和方针政策、热爱祖国、遵纪守法。 2.具有良好的职业道德和敬业精神，以及科学严谨、求真务实的学习态度和工作作风。 3.掌握计算机技术领域坚实的基础知识和宽广的专业知识，具有承担工程技术或工程管理工作的能力，了解本领域的技术现状和发展趋势，能够运用先进的计算机技术方法和现代技术手段解决工程问题，具备运用先进的工程化方法、技术和工具从事软件分析、设计、开发、维护等工作的能力，以及工程项目的组织与管理能力、团队协作能力、技术创新能力和市场开拓能力。 4.掌握一门外语，具备良好的阅读、理解和撰写外文资料的能力。 5.身心健康。 三、培养方式 1.采用脱产培养方式，实行学分制。 2.教学过程重视运用研讨式授课、案例教学等灵活多样的教学方式。 3.课程学习与实习实践相结合，课程学习主要在校内完成，实习实践主要在实践基地完成。 4.实行校内外“双导师制”，由校内导师和行业专家共同承担实践教学和学 《计算机图形学》1-4章习题解答 习题1 1．计算机图形学的研究内容是什么？ 答：几何模型构造，图形生成，图形操作与处理，图形信息的存储、检索与交换，人机交互及用户接口，动画，图形输出设备与输出技术，图形标准与图形软件包的研究等。 2．计算机图形学与图像处理有何联系？有何区别？ 答：计算机图形学与图像处理都是用计算机来处理图形和图像，结合紧密且相互渗透，但其属于两个不同的技术领域。计算机图形学是通过算法和程序在显示设备上构造图形，是从数据到图像的处理过程；而图像处理是对景物或图像的分析技术，是从图像到图像的处理过程。 3．简述计算机图形学的发展过程。 答：略。（参考：教材P3） 4．简述你所理解的计算机图形学的应用领域。 答：略。（参考：教材P4~P5） 习题2 1．什么是图像的分辨率？ 答：在水平和垂直方向上每单位长度所包含的像素点的数目。 2．在CMY 坐标系里找出与RGB 坐标系的颜色（0.2,1,0.5）相同的坐标。 答：1-0.2=0.8，1-1=0, 1-0.5=0.5 坐标为（0.8, 0, 0.5） 3．在RGB 坐标系里找出与CMY 坐标系的颜色（0.15,0.75,0）相同的坐标。 答：1-0.15=0.85, 1-0.75=0.25, 1-0=1 坐标为（0.85, 0.25, 1） 4．如果使用每种基色占2比特的直接编码方式表示RGB 颜色的值，每一像素有多少种可能的颜色？ 答：642222 22=?? 5．如果使用每种基色占10比特的直接编码方式表示RGB 颜色的值，每一像素有多少种可能的颜色？ 答：824 10737411024 2223 10 10 10 ==?? 计算机图形学 实验报告 姓名：谢云飞 学号：20112497 班级：计算机科学与技术11-2班实验地点：逸夫楼507 实验时间：2014.03 实验1直线的生成 1实验目的和要求 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。 2实验环境和工具 开发环境：Visual C++ 6.0 实验平台：Experiment_Frame_One（自制平台）。 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DDA算法和Mid_Bresenham 算法，并进行分析。 ?平台界面：如错误！未找到引用源。所示 ?设置：通过view->setting菜单进入，如错误！未找到引 用源。所示 ?输入：通过view->input…菜单进入.如错误！未找到引用 源。所示 ?实现算法： ◆DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) Mid_Bresenham法：void CExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1) 3实验结果 3.1程序流程图 1）DDA算法流程图：开始 定义两点坐标差dx，dy，以及epsl，计数k=0，描绘点坐标x,y，x增 量xIncre，y增量yIncre ↓ 输入两点坐标x1,y1,x0,y0 ↓ dx=x1-x0,dy=y1-y0; ＿＿＿＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ↓↓ 若|dx|>|dy| 反之 epsl=|dx| epsl=|dy| ↓＿＿＿＿＿＿＿＿...＿＿＿＿＿＿＿＿↓ ↓ xIncre=dx/epsl; yIncre=dy/epsl ↓ 填充(强制整形)(x+0.5,y+0.5); ↓←←←← 横坐标x+xIncre; 纵坐标y+yIncre; ↓↑ 若k<=epsl →→→k++ ↓ 结束 2）Mid_Bresenham算法流程图开始 ↓ 定义整形dx,dy,判断值d,以及UpIncre,DownIncre,填充点x,y ↓ 输入x0,y0,x1,y1 ＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿ ↓↓ 若x0>x1 反之 x=x1;x1=x0;x0=x; x=x0; 《计算机图形学》课程设计 报告 学生姓名:学号： 学院: 班级: 题目: 简单图形的绘制 职称2015年7月1日 目录 目录............................................................................................... I 一、选题背景 (1) 二、算法设计 (2) 2.1 绘制直线、圆、椭圆、抛物线 (2) 2.1.1 绘制直线 (2) 2.1.2 绘制圆 (2) 2.1.3 绘制椭圆 (2) 2.1.4 绘制抛物线 (2) 2.2 三维几何变换 (2) 三、程序及功能说明 (5) 3.1 绘制直线、圆、椭圆、抛物线...... (5) 3.1.1 绘制直线 (5) 3.1.2 绘制圆 (5) 3.1.3 绘制椭圆 (5) 3.1.4 绘制抛物线 (6) 3.2 图形的平移 (6) 3.3 图形的旋转 (6) 3.4 图形的缩放 (7) 四、结果分析 (7) 4.1 绘制直线、圆、椭圆、抛物线 (7) 4.1.1 直线 (7) 4.1.2 圆 (8) 4.1.3 椭圆 (8) 4.1.4 抛物线 (8) 4.2 图形的平移 (9) 4.3 图形的旋转 (10) 4.4 图形的缩放 (11) 五、总结 (10) 六、课程设计心得体会 (14) 参考文献 (15) 源程序 (16) 一、选题背景 二、算法设计 2.1 绘制直线、圆、椭圆、抛物线 2.1.1 绘制直线 通过两个点的坐标来绘制直线。计算机图形学中二维图形在显示输出之前需要扫描转换，生成直线的算法一般有DDA 算法和中点算法。 2.1.2 绘制圆 通过运用圆的参数方程cos ;sin x a r y b r θθ=+=+来绘制圆的图形，其中[0,2]θπ∈， （a,b ）为圆心，r 为半径，运用参数方程，只需要确定半径的长度和圆心的位置，即可绘制出圆。 2.1.3 绘制椭圆 通过运用椭圆的参数方程cos ;sin x a y b θθ==来绘制椭圆的图形，其中 [0,2]θπ∈，是已知的变量，a ，b 分别为长半轴，短半轴，当确定a 和b 后，通过参数方程即可得到这个椭圆的方程。 2.1.4 绘制抛物线 根据点绘制抛物线图像是通过拟合完成，根据三个点的坐标，通过数据拟合，得到经过这三个点的函数关系式，从而再根据这个函数关系式绘制出抛物线上其他的点，形成一条连续的抛物线；或直接根据已知函数绘制图像是通过已知函数画出图像。 2.2 三维几何变换 三维几何变换是二维几何变换的推广。二维几何变换在齐次坐标空间中 可用3?3的变换矩阵表示，类似的，三维几何变换在齐次坐标空间中可用4?4的变换矩阵表示。三维空间中的点(),,x y z 的齐次坐标定义为(),,h h h x y z ，其中，h 为不等与零的任意常数，h x hx =，h y hy =，h z hz =。亦即点(),,x y z 对应4维齐次坐标空间的一条直线： 第一章 1、试述计算机图形学研究的基本内容？ 答：见课本P5-6页的1.1.4节。 2、计算机图形学、图形处理与模式识别本质区别是什么？请各举一例说明。 答：计算机图形学是研究根据给定的描述，用计算机生成相应的图形、图像，且所生成的图形、图像可以显示屏幕上、硬拷贝输出或作为数据集存在计算机中的学科。计算机图形学研究的是从数据描述到图形生成的过程。例如计算机动画制作。 图形处理是利用计算机对原来存在物体的映像进行分析处理，然后再现图像。例如工业中的射线探伤。 模式识别是指计算机对图形信息进行识别和分析描述，是从图形（图像）到描述的表达过程。例如邮件分捡设备扫描信件上手写的邮政编码，并将编码用图像复原成数字。 3、计算机图形学与CAD、CAM技术关系如何？ 答：见课本P4-5页的1.1.3节。 4、举3个例子说明计算机图形学的应用。 答：①事务管理中的交互绘图 应用图形学最多的领域之一是绘制事务管理中的各种图形。通过从简明的形式呈现出数据的模型和趋势以增加对复杂现象的理解，并促使决策的制定。 ②地理信息系统 地理信息系统是建立在地理图形基础上的信息管理系统。利用计算机图形生成技术可以绘制地理的、地质的以及其它自然现象的高精度勘探、测量图形。 ③计算机动画 用图形学的方法产生动画片，其形象逼真、生动，轻而易举地解决了人工绘图时难以解决的问题，大大提高了工作效率。 5、计算机绘图有哪些特点？ 答：见课本P8页的1.3.1节。 6、计算机生成图形的方法有哪些？ 答：计算机生成图形的方法有两种：矢量法和描点法。 ①矢量法：在显示屏上先给定一系列坐标点，然后控制电子束在屏幕上按一定的顺序扫描，逐个“点亮”临近两点间的短矢量，从而得到一条近似的曲线。尽管显示器产生的只是一些短直线的线段，但当直线段很短时，连成的曲线看起来还是光滑的。 ②描点法：把显示屏幕分成有限个可发亮的离散点，每个离散点叫做一个像素，屏幕上由像素点组成的阵列称为光栅，曲线的绘制过程就是将该曲线在光栅上经过的那些像素点串接起来，使它们发亮，所显示的每一曲线都是由一定大小的像素点组成的。当像素点具有多种颜色或多种灰度等级时，就可以显示彩色图形或具有不同灰度的图形。 7、当前计算机图形学研究的课题有哪些？ 答：见课本P10-11页的1.4节。 计算机图形学课程设计 书 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 课程设计(论文)任务书 理学院信息与计算科学专业2015-1班 一、课程设计(论文)题目：图像融合的程序设计 二、课程设计(论文)工作： 自2018 年1 月10 日起至2018 年1 月12日止 三、课程设计(论文) 地点: 2-201 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）熟悉Delphi7的使用，理论与实际应用相结合，养成良好的程序设计技能；（2）了解并掌握图像融合的各种实现方法，具备初步的独立分析和设计能力；（3）初步掌握开发过程中的问题分析，程序设计，代码编写、测试等基本方法；（4）提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力； （5）在实践中认识、学习计算机图形学相关知识。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）研究课程设计任务，并进行程序需求分析； （2）对程序进行总体设计，分解系统功能模块，进行任务分配，以实现分工合作；（3）实现各功能模块代码； （4）程序组装，测试、完善系统。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改进界面、增加功能或进行代码优化。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括封面、设计任务书（含评语）、摘要、目录、设计内容、设计小结（3）论文装订按学校的统一要求完成 4）参考文献： （1）David ，《计算机图形学的算法基础》，机械工业出版社 （2）Steve Cunningham，《计算机图形学》，机械工业出版社 （3） 5）课程设计进度安排 内容天数地点 程序总体设计 1 实验室 软件设计及调试 1 实验室 答辩及撰写报告 1 实验室、图书馆 学生签名： 2018年1月12日 摘要 图像融合是图像处理中重要部分，能够协同利用同一场景的多种传感器图像信息，输出一幅更适合于人类视觉感知或计算机进一步处理与分析的融合图像。它可明显的改善单一传感器的不足，提高结果图像的清晰度及信息包含量，有利于更为准确、更为可靠、更为全面地获取目标或场景的信息。图像融合主要应用于军事国防上、遥感方面、医学图像处理、机器人、安全和监控、生物监测等领域。用于较多也较成熟的是红外和可见光的融合，在一副图像上显示多种信息，突出目标。一般情况下，图像融合由 2006年秋双学位计算机图形学作业题目 教材计算机图形学（第二版） 第一次P105 3.17 利用中点算法并考虑对称性，推导在区间-10<=x<=10上，对下列曲线进行扫描转换的有效算法：y=(1/12)*x3 3.20 考虑对称性，建立中点算法对形式为y=ax2-b的任意抛物线进行扫描转换，参数a,b及x的范围从输入值获得。 第二次P106 3.34 利用circle函数，编写一个程序，显示具有合适标记的饼图。程序的输入包括：在某些区间上给定数据分布的数据组，饼图的名称和区间的名称。每部分的标记将是显示在饼图边界外靠近对应饼图部分的地方。 第三次10.7 P139 4.20 编写一个程序，使用指定的图案对给定的椭圆内部进行填充。 第四次10.14 P168 5.12 确定对于任何直线y=mx+b的反射变换矩阵的形式。 第四次10.22 比较若干条相对于裁剪窗口的不同方向的线段的Cohen-Sutherland和梁友栋-Barsky裁剪算法的算术运算次数。 第五次10.29 6.18 将梁友栋-Barsky算法改称多边形裁剪算法。 第六次11.4 8.13 设计一个程序，该程序允许用户使用一个笔画设备交互式地画图。 第七次11.11 10.9 建立一个将给定的球、椭球或圆柱体变成多边形网格的一个算法。 第八次11.18 10.20 给出d=5的均匀周期性B-样条曲线的混合函数。 第九次11.25 11.13 设计关于任选平面反射的例程。 第十次 12.8 编写一个将透视投影棱台变换到规则平行六面体的程序。 上机 1.实现Cohen-Sutherland多边形裁剪算法，要求显示多边形被每一条窗口边裁剪后的结果。 2.编写一个程序，允许用户通过一个基本形状菜单并使用一个拾取设备，将每一个选取的 形状拖曳到指定位置，并提供保存和载入的功能。 3.. 写一篇综述性的调研报告，要求不少于3000字，独立完成。内容可以是计算机图形学理论或算法的研究。如：曲线、曲面拟合算法；几何造型方法的研究。如：分形树、分形山、树木、花草、云、瀑布、粒子系统等等。或任何你感兴趣的领域。 4.2006年秋双学位计算机图形学作业参考答案 P105 3.17 利用中点算法并考虑对称性，推导在区间-10<=x<=10上，对下列曲线进行扫描转换的有效算法：y=(1/12)*x3 解答：第一象限和第三象限中心对称 计算机图形学报告 前言 计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。 其从狭义上是来说是一种研究基于物理定律、经验方法以及认知原理，使用各种数学算法处理二维或三维图形数据，生成可视数据表现的科学。广义上来看，计算机图形学不仅包含了从三维图形建模、绘制到动画的过程，同时也包括了对二维矢量图形以及图像视频融合处理的研究。由于计算机图形学在许多领域的成功运用，特别是在迅猛发展的动漫产业中，带来了可观的经济效益。另一方面，由于这些领域应用的推动，也给计算机图形学的发展提供了新的发展机遇与挑战。 计算机图形学的发展趋势包括以下几个方面： 1、与图形硬件的发展紧密结合，突破实时高真实感、高分辨率渲染的技术难点； 2、研究和谐自然的三维模型建模方法； 3、利用日益增长的计算性能，实现具有高度物理真实的动态仿真； 4、研究多种高精度数据获取与处理技术，增强图形技术的表现； 5、计算机图形学与图像视频处理技术的结合； 6、从追求绝对的真实感向追求与强调图形的表意性转变。 1、三维物体的表示 计算机图形学的核心技术之一就是三维造型三维物体种类繁多、千变万化，如树、花、云、石、水、砖、木板、橡胶、纸、大理石、钢、玻璃、塑料和布等等。因此，不存在描述具有上述各种不同物质所有特征的统一方法。为了用计算机生成景物的真实感图形，就需要研究能精确描述物体特征的表示方法。根据三维物体的特征，可将三维物体分为规则物体和非规则物体两类。 三维实体表示方法通常分为两大类：边界表示和空间分割表示，尽管并非所有的表示都能完全属于这两类范畴中的某一类。边界表示（B-reps）用一组曲面来描述三维物体，这些曲面将物体分为内部和外部。边界表示的典型例子是多边形平面片和样条曲面。空间分割表示（Space-Partitioning）用来描述物体内部性质，将包含一物体的空间区域分割为一组小的、非重叠的、连续实体（通常是立方体）。三维物体的一般空间分割描述是八叉树表示。本章主要介绍三维物体的各种表示方法及其特点。研究生计算机图形学课程室内场景OpenGL--实验报告Word版
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