计算机图形学实验报告.doc

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1、 实验类型：验证型实验 2、 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；3、 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；4、 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。5、 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)Steps = abs(dx);elseSteps = abs(dy);xIncrement = dx/(float)Steps;yIncrement = dy/(float)Steps;pDC-SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),RGB(0,0,0);for(k=0;kSetPixel(ROUND(x),ROUND(y),RGB(0,0,0); 3、画矩形void CRectangleDlg:OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) lButtonDownNotUp = TRUE; RECT rect; m_showRectangle. GetClientRect( &rect ) ; if( (point. xrect. left) & (point. yrect. top) ) regionLeftTopTemp = point; CDialog:OnLButtonDown(nFlags, point);void CRectangleDlg:OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point) RECT rect; m_showRectangle. GetClientRect( &rect ); if( ( point.xrect.left ) & ( point.yrect.top ) ) if( ( lButtonDownNotUp = TRUE ) regionRightBottomTemp = point; CDC * pDC = m_showRectangle. GetWindowDC (); pDC - Rectangle( CRect( regionLeftTopTemp, regionRightBottomTemp ) ) ; CDialog:OnMouseMove(nFlags, point);void CRectangleDlg:OnLButtonUp(UINT nFlags, CPoint point) lButtonDownNotUp=FALSE; CDialog:OnLButtonUp(nFlags, point);实验二 基本图形生成算法一、实验类型：验证型实验 二、实验目的1、掌握DDA、Bresenham直线生成算法；2、掌握Bresenham或中点圆生成算法；3、掌握Bresenham或中点椭圆生成算法；三、实验内容 1、实现DDA、Bresenham直线生成算法；2、实现Bresenham画圆法或中点画圆法；3、实现Bresenham或中点法椭圆生成算法；4、利用1、2、3实现的直线、圆、椭圆图形生成函数进行图形绘制；四、实验要求与指导 1、按照实验指导书1.6节创建一个基于MFC的Single Document应用程序。建立名为“图形绘制”的菜单，该菜单的子菜单项可根据下图进行设定，用户通过点击不同的子菜单项，可以选择不同的算法进行绘图。 2、建立一个专门用于进行图形绘制的类，比如下图所示的CMyGL类。如无特殊说明，今后都以该类作为演示。 3、所有图形的绘制算法都必须封装在CMyGL类中，如下图。 4、在View类中实例化一个CMyGL类的对象，比如m_gl，进行绘图操作。如下图所示： 5、用户通过点击“图形绘制”中不同的菜单项，在指定位置进行绘图。5、 实验结果：六、实验主要代码1、画直线：void CDraw:DDALine(CDC* pDC, int x1, int y1, int x2, int y2, COLORREF color)double dx,dy,e,x,y;dx = x2 -x1;dy = y2- y1;e = (fabs(dx) fabs(dy) ? fabs(dx):fabs(dy);dx/=e;dy/=e;x = x1;y = y1;for (int i=1;iSetPixel(int)(x+0.5),(int)(y+0.5),color);x+=dx;y+=dy;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)Steps = abs(dx);elseSteps = abs(dy);xIncrement = dx/(float)Steps;yIncrement = dy/(float)Steps;pDC-SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),RGB(255,0,0);for(k=0;kSetPixel(ROUND(x),ROUND(y),RGB(255,0,0); 3、画椭圆void CDraw:BresenhamEllipse(CDC *pDC, int x0, int y0, int a, int b, COLORREF color)int x,y,p;int aa=a*a,bb=b*b;x=0;y=b; p=2*bb+aa*(1-2*b);while (bb*xSetPixel(x+x0,y+y0,color);pDC-SetPixel(-x+x0,y+y0,color);pDC-SetPixel(x+x0,-y+y0,color);pDC-SetPixel(-x+x0,-y+y0,color);if(p=0) p+=4*aa*(1-y)+bb*(4*x+6);y-;elsep+= bb*(4*x+6);x+;x=a;y=0; p=2*aa+bb*(1-2*a);while (bb*xaa*y)pDC-SetPixel(x+x0,y+y0,color);pDC-SetPixel(-x+x0,y+y0,color);pDC-SetPixel(x+x0,-y+y0,color);pDC-SetPixel(-x+x0,-y+y0,color);if(p=0)p+=4*bb*(1-x)+aa*(4*y+6);x-;elsep+= aa*(4*y+6);y+;实验三、 OpenGL图形程序设计基础一实验目的1）了解OpenGL 图形库的功能和结构； 2）学习使用Visual C+ 开发基于控制台的图形程序； 3）学习使用Visual C+ 开发基于单文档（GUI 界面）的图形程序。 4）学习使用OpenGL 生成基本图形； 5）学习使用OpenGL 实现图形变换；二实验内容1）使用Visual C+建立一个Win32 Console Application（控制台应用程序），定义若干点坐标，绘制点、线段、不闭合折线、闭合折线、多边形、三角形、四边形、三角扇、三角条带、四边形条带。尝试不同尺寸的点、不同线宽的线、设置颜色等操作。 2 ）使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序，根据参考资料2 和3中的步骤设置OpenGL 图形绘制环境。增加绘制4种基本图形（选择其中之一）。3实验过程： 1）建立一个控制台应用程序，在RenderScene（）函数中调用不同的系统函数分别绘制不同属性的点、线、折线、多边形、扇形等；2）建立一个SDI程序，按照所给资料设置OpenGL图形绘制环境，并照敲老师所给实列，观看结果，查看关键代码区；3）仿照所给列子，改写代码，绘制彩色的正方体；三实验结果基本图形显示正确 基本图形截图：三棱柱截图：实验四、 二维图形变换程序设计一实验目的： 1）掌握图形变换实现原理，基本几何变换，复合变换等； 2）学习使用Visual C+开发菜单，对话框等交互界面的设计；3）学习使用MFC单文档程序，实现二维图形的基本几何变换。 二实验内容： 使用Visual C+建立一个单文档程序，采用实验二中定义的基本图形类。在程序中增加图形变换菜单（各基本变换对应菜单项），各图形变换的参数通过对话框提供（设计提供变换参数的对话框，如平移，旋转，比例等），实现二维图形的变换。（提示：在各个图形类中增加相应的成员函数实现平移；菜单选择变换弹出对应变换的参数对话框，对话框中提供参数后取出参数传递给图形对象，通过调用图形变换成员函数实现图形对象的变换）。要求实现直线段、圆、多边形等基本图形的几何变换。三实验过程： (1).根据实验要求，新建菜单，增加二维图形变换子菜单，然后在菜单上添加平移，比例，对称，旋转以及错切选项。(2).对菜单中的每一项方法构造响应函数，并给几个需要弹出对话框的选项添加对话框响应函数。(3).在弹出的对话框输入参数，获取输入的参数，调用相应的变换函数，实现图形的变换。四实验结果： 结果正确。平移xy(100, 0)五、实验主要代码class CTransform/二维几何变换 public:CTransform();virtual CTransform();void SetMat(CP2 *,int);void Identity();void Translate(double,double);/平移变换矩阵void Scale(double,double);/比例变换矩阵void Scale(double,double,CP2);/相对于任意点的比例变换矩阵void Rotate(double);/旋转变换矩阵void Rotate(double,CP2);/相对于任意点的旋转变换矩阵void ReflectOrg();/原点反射变换矩阵void ReflectX();/X轴反射变换矩阵void ReflectY();/Y轴反射变换矩阵void Shear(double,double);/错切变换矩阵void MultiMatrix();/矩阵相乘public:double T33;CP2 *POld;int num;void CTransform:Translate(double tx,double ty)/平移变换矩阵Identity();T20=tx; T21=ty; MultiMatrix();void CTransform:Scale(double sx,double sy)/比例变换矩阵Identity();T00=sx; T11=sy; MultiMatrix();void CTransform:Scale(double sx,double sy,CP2 p)/相对于任意点的整体比例变换矩阵Translate(-p.x,-p.y);Scale(sx,sy);Translate(p.x,p.y);void CTransform:Rotate(double beta)/旋转变换矩阵Identity();double rad=beta*PI/180;T00=cos(rad); T01=sin(rad);T10=-sin(rad);T11=cos(rad);MultiMatrix();实验五、二维交互式图形程序设计一、实验目的： 1）综合使用VC+编写Win32 应用的方法（单文档、多文档、对话框）； 2 ）掌握交互式绘图程序设计及MFC 相关类的使用； 3）掌握使用MFC 的编写简单动画程序。 二、实验任务： 1）使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序。综合前几次二维绘图 实验的结果，实现基本功能： 建立绘制点、直线段、圆、椭圆、圆弧、多段线（折线）、多边形、贝塞尔（Bezier ）曲线的相关类（对于封闭图形，应能多种方式填充）、 字符串。使用实验二中自定义的CClientDC 的派生类，实现交互式（鼠标）绘制以上图形