计算机图形学作业.doc

实验一小车模型及其动态效果的实现1 实验目的及意义(1) 加深对教学内容的理解，巩固所学理论知识(2) 掌握一些基本的画图函数的用法(3) 熟悉TURBO C下图形编译环境(4) 熟练在TC下图形的实现，以及图形函数的处理二实验性质 验证性实验三实验设计思想首先，通过用rectangle(),circle()两个画图函数分别实现车身和车轮，然后用malloc()函数检测图形区所占内存区域，并用getimage()函数将图像存入内存，最后用putimage()函数显示图像。并利用while()循环random()随机函数来实现小车模型的动态展示。4 实验源程序#includestdlib.h#include graphics.h#include conio.h#include stdlib.h#include dos.h#include stdio.h#includeiostream.hvoid main()int gdriver=DETECT,gmode;/*自启动搜寻显示器类型和显示模式*/static int startx=100;static int starty=50;int maxx,maxy;int x,y,ulx,uly,lrx,lry,size,i,width,height,step;void *image;initgraph(&gdriver,&gmode,); /*图形系统初始化*/setcolor(CYAN); /*设置当前画笔的颜色为青色*/rectangle(startx,starty,startx+20,starty+10); /*画一个矩形，长20 宽10，即小车的上半部分*/rectangle(startx-5,starty+10,startx+25,starty+16); /*画一个矩形，长30 宽6，即小车的下半部分*/circle(startx,starty+19,3); /*画小车的轮子*/circle(startx+20,starty+19,3); /*画小车的轮子*/maxx=getmaxx(); /*读取X轴的最大值*/maxy=getmaxy(); /*读取Y轴的最大值*/setfillstyle(SOLID_FILL,GREEN);/*定填充模式和填充颜色，实填充，绿色*/floodfill(startx+1,starty+11,CYAN); /*漫延填充 用青色填充小车的下半身*/setfillstyle(SOLID_FILL,RED); /*定填充模式和填充颜色，实填充，红色*/floodfill(startx,starty+19,CYAN); /*漫延填充 用青色填充小车的左车轮*/floodfill(startx+20,starty+19,CYAN); /*漫延填充 用青色填充小车的右车轮*/ulx=startx-5; uly=starty; lrx=startx+25;lry=starty+22;width=lrx-ulx+1;height=lry-uly+1;size=imagesize(ulx,uly,lrx,lry); /*检测存储图形所需内存*/image=(unsigned char*)malloc(size); /*取得指向左上角(ulx,uly),右下角(lrx,lry)矩形区域的指针*/getimage(ulx,uly,lrx,lry,image); /*将该矩形区域的图形从屏幕拷贝到内存区域*/putimage(ulx,uly,image,COPY_PUT); /*将内存中的图形原样复制到屏幕(ulx,uly)处*/delay(500);cleardevice();x=maxx/2;y=maxy/2;while(!kbhit() /*按任意键结束循环*/putimage(x,y,image,COPY_PUT);delay(500);cleardevice();step=300+rand()%100;if(step/2)%2!=0)step=-1*step;x+=step;step=100+rand()%100;if(step/2)%2!=0)step=-1*step;y+=step;if(x+width-1)maxx)x=maxx-width+1;elseif(xmaxy)y=maxy-height+1;elseif(y0)y=0;free(image);getch();closegraph(); 5 实验结果实验二画人跑步1 实验目的与意义(1) 加深对教学内容的理解，巩固所学理论知识(2) 掌握一些基本的画图函数的用法(3) 熟悉TURBO C下图形编译环境(4) 熟练在TC下图形的实现，以及图形函数的处理二实验性质 验证性实验三实验设计思想因为要展现人跑步的动画过程，而人可用圆、折线组合而成。首先，利用line()函数画出一条路，利用circle()函数画人头，然后再重复利用line()函数画出人的身体、胳膊和腿。并用getimage()函数将图像存入内存，最后用putimage()函数显示图像。最后用while()循环实现人跑步的动画过程。4 实验程序源代码#includegraphics.h#includeconio.h#includestdio.h#includestdlib.h#includedos.hvoid main(void)int gdriver=DETECT,gmode,errorcode;/自启动搜寻显示器类型和显示模式int x,y,x1=100;int buf13000,buf24000;initgraph(&gdriver,&gmode, );/图形系统初始化errorcode=graphresult();if(errorcode!=grOk)/一个错误代码printf(Graphics error:%sn,grapherrormsg(errorcode);printf(press any to halt:);getch();return;/由于错误返回x=getmaxx();y=getmaxy();line(0,y/2+72,x,y/2+72);/画路circle(x/20,y/2,10);/画第一个人的人头line(x/20,y/2+10,x/20-5,y/2+38);/画第一个人的身体line(x/20-5,y/2+38,x/20+5,y/2+52);/画第一个人前面的大腿line(x/20+5,y/2+52,x/20-12,y/2+65);/画第一个人前面的小腿line(x/20-5,y/2+38,x/20,y/2+54);/画第一个人后面的大腿line(x/20,y/2+54,x/20-8,y/2+70);/画第一个人后面的小腿line(x/20-1,y/2+11,x/20-8,y/2+30);/画第一个人后面胳膊的上臂line(x/20-8,y/2+30,x/20+2,y/2+36);/画第一个人后面胳膊的小臂line(x/20+1,y/2+11,x/20+1,y/2+30);/画第一个人前面胳膊的上臂line(x/20+1,y/2+30,x/20+10,y/2+35);/画第一个人前面胳膊的小臂getimage(x/20-12,y/2-10,x/20+10,y/2+70,buf1);/将指定区域的图形从屏幕拷贝到内存区域delay(500);circle(x/20+40,y/2,10);/画第二个人的人头line(x/20+40,y/2+10,x/20+28,y/2+52);/画第二个人的身体及后面的大腿line(x/20+28,y/2+52,x/20+11,y/2+47);/画第二个人后面的小腿line(x/20+32,y/2+38,x/20+52,y/2+50);/画第二个人前面的大腿line(x/20+52,y/2+50,x/20+45,y/2+70);/画第二个人前面的小腿line(x/20+39,y/2+11,x/20+24,y/2+22);/画第二个人后面胳膊的上臂line(x/20+24,y/2+22,x/20+32,y/2+32);/画第二个人后面胳膊的小臂line(x/20+41,y/2+11,x/20+45,y/2+30);/画第二个人前面胳膊的上臂line(x/20+45,y/2+30,x/20+58,y/2+24);/画第二个人前面胳膊的小臂delay(500);getimage(x/20+11,y/2-10,x/20+58,y/2+70,buf2);while(!kbhit()/按任意键结束循环if(x1bP=p;m_maxIndex=len-1;void Bezier:draw() /通过公有函数调用私有函数drawFrame();drawCurve();void Bezier:drawFrame() /其功能是绘制出多边形和各个端点setcolor(12);for(int i=0;im_maxIndex;i+)line( bPi.x, bPi.y, bPi+1.x, bPi+1.y ); /绘制多边形circle(bPi.x, bPi.y,5); /绘制各个端点circle(bPm_maxIndex.x,bPm_maxIndex.y,5);void Bezier:drawCurve(int p0,int p1,int p2,int p3) /实现绘制三次Bezier曲线的功能double tmpx=0.0;double tmpy=0.0;double t=0.0;for(;tbP=p;m_maxIndex=len;void B_Spline:draw() /通过公有函数调用私有函数drawFrame();drawCurve();void B_Spline:drawFrame() /其功能是绘制出多边形和各个端点setcolor(12);for(int i=0;im_maxIndex-1;i+)line( bPi.x, bPi.y, bPi+1.x, bPi+1.y ); /绘制多边形circle(bPi.x, bPi.y,5); /绘制多边形各个端点circle(bPm_maxIndex-1.x,bPm_maxIndex-1.y,5);void B_Spline:drawCurve() /实现多段B样条曲线绘制的功能for(int i=0;im_maxIndex-2;i+)drawCurve(i,i+1,i+2);void B_Spline:drawCurve(int p0,int p1,int p2) /实现绘制某一B样条曲线段的功能double tmpx=0.0;double tmpy=0.0;double t=0.0;for(;t=1.0;t+=0.001)tmpx=(0.5*bPp0.x-bPp1.x+0.5*bPp2.x)*t*t+(-bPp0.x+bPp1.x)*t+0.5*bPp0.x+0.5*bPp1.x;tmpy=(0.5*bPp0.y-bPp1.y+0.5*bPp2.y)*t*t+(-bPp0.y+bPp1.y)*t+0.5*bPp0.y+0.5*bPp1.y;putpixel(tmpx,tmpy,3);void main() /主函数的实现int graphdriver=DETECT,graphmode;initgraph(&graphdriver,&graphmode,); /图形初始化setbkcolor(15);DPOINT* p;p=new DPOINT4; p0.x=5.0;p0.y=5.0;p1.x=10.0;p1.y=15.0;p2.x=15.0;p2.y=10.0;p3.x=10.0;p3.y=5.0;B_Spline b_sp(p,4);b_sp.draw();delete p;getch();closegraph();5 实验结果Bezier 曲线的升阶与降阶1 Bezier曲线的升阶 所谓Bezier曲线的升阶是指保持Bezier曲线的形状与方向不变，增加定义它的控制顶点数，也即是提高该Bezier曲线的次数。增加了控制顶点数，不仅能增加了对曲线进行形状控制的灵活性，还在构造曲面方面有着重要的应用。对于一些由曲线生成曲面的算法，要求那些曲线必须是同次的，应用升阶的方法，我们可以把低于最高次数的的曲线提升到最高次数，使得各条曲线具有相同的次数。同时升阶也是曲线进行连接的前提，两条或多条曲线进行拼接时，必须通过升阶使曲线达到同样阶数才可进行。1.1Bezier曲线的定义 曲线的伯恩斯坦基表示为：称为控制顶点或贝塞尔点，。基函数：称为伯恩斯坦基函数。1.2 伯恩斯坦基函数的升阶公式1.3 Bezier曲线的升阶公式 利用基函数的升阶公式，可以得到曲线的升阶公式。设给定原控制顶点定义一条n次贝塞尔曲线增加一个顶点后，仍定义同一条曲线的新控制顶点可由如下的升阶公式决定其中 可见，新控制顶点是由参数值按分段线性插值丛原控制多边形得出的。由此得出新的控制多边形是在原控制多边形的凸包内，新控制多边形比原控制多边形更靠近曲线。对于Bezier曲线的升阶可以无止境地进行下去，从而得到一个控制多边形序列，它们都定义同一条Bezier曲线。三次Bezier曲线的升阶实例如下图所示：2. Bezier曲线的降阶 降阶是升阶的逆过程。给定一条由原始控制顶点Pi(i=0,1,.,n)定义的n次Bezier曲线，要求找到一条由新控制顶点Pi*(i=0,1,