计算机图形学实验报告

计算机图形学计算机图形学 实验报告实验报告 学号 学号 2007211520072115 姓名 姓名 班级 班级 计算机计算机 2 2 班班 指导老师 指导老师 何太军何太军 2010 6 19 实验一 实验一 WindowsWindows 图形程序设计基础图形程序设计基础 1 1 实验目的实验目的 1 学习理解 Win32 应用程序设计的基本知识 SDK 编程 2 掌握 Win32 应用程序的基本结构 消息循环与消息处理等 3 学习使用 VC 编写 Win32 Application 的方法 4 学习 MFC 类库的概念与结构 5 学习使用 VC 编写 Win32 应用的方法 单文档 多文档 对话框 6 学习使用 MFC 的图形编程 2 2 实验内容实验内容 1 使用 WindowsAPI 编写一个简单的 Win32 程序 调用绘图 API 函数绘制若干图形 可选任务 2 使用 MFC AppWizard 建立一个 SDI 程序 窗口内显示 Hello This is my first SDI Application 必选任务 3 利用 MFC AppWizard exe 建立一个 SDI 程序 在文档视口 内绘制基本图形 直线 圆 椭圆 矩形 多边形 曲线 圆弧 椭圆弧 填 充 文字等 练习图形属性的编程 修改线型 线宽 颜色 填充样式 文字样式等 定义图形数据结构 Point Line Circle 等保存一些简单图形数据 在文档类中 并在 视图类 OnDraw 中绘制 3 3 实验过程实验过程 1 使用 MFC AppWizard exe 建立一个 SDI 程序 选择单文档 2 在 View 类的 OnDraw 函数中添加图形绘制代码 说出字 符串 Hello This is my first SDI Application 另外实现各种颜色 各种边框 的线 圆 方形 多边形以及圆弧的绘制 3 在类视图中添加图形数据 point pp pp circle 的类 保存简 单图形数据 通过在 OnDraw 函数中调用 实现线 圆的绘 制 4 4 实验结果实验结果 正确地在指定位置显示了 Hello This is my first SDI Application 字符串 成功绘制了圆 椭圆 方形 多边形以及曲 线圆弧 椭圆弧 同时按指定属性改绘了圆 方形和直线 成功地 完成了实验 结果截图 5 5 实验体会实验体会 通过实验一 了解了如用使用基本的 SDI 编程函数绘制简单的图 形 如 在指定的位置输出字符串以及基本图形线 圆 方形的绘 制 同时 初步认识了 MFC 编程 了解了一些 MFC 的结构 和如 何进行窗口编程的知识 实验二 基本图形生成算法实验二 基本图形生成算法 GDI MFC GDI MFC 1 1 实验目的 实验目的 1 学习理解 Win32 应用程序设计的基本知识 SDK 编程 2 掌握 Win32 应用程序的基本结构 消息循环与消息处理等 3 学习使用 VC 编写 Win32 Application 的方法 4 学习 MFC 类库的概念与结构 5 学习使用 VC 编写 Win32 应用的方法 单文档 多文档 对话框 6 学习使用 MFC 的图形编程 2 2 实验内容实验内容 1 使用 MFC AppWizard 建立一个 SDI 程序 从 CClientDC 中 派生一个类 添加图绘制算法处理函数 DDA 画线 Bresenham 画线 要求能绘制任意斜率的直线段 添加中点 画圆函数 要求能绘制圆心在任意位置的圆 添加边界表示 区域和内点表示区域的种子填充算法 2 自定义定义图形数据结构 Point Line Circle Polygon 等 保存一些简单图形数据 在文档类中 验证以上基本图 形算法 画若干条线段 若干个圆 并以圆作为区域验证 种子填充算法 绘制多边形并填充 3 学习数据序列化 串行化 实现将自定义类中的数据保 存到自定义文件中 Point 等类从 CObject 派生 参考 VC 经典教程 第 7 章 重载 Serialize 函数 3 3 实验过程 实验过程 1 用 MFC exe 建立一个单文档工程 2 在类视图中的 DrawDC 类中根据教材上的代码添加相应的 DDA 画线算法函数 Bresenham 画线算法函数 中点画圆函数 边 界表示区域和内点表示区域的种子填充算法函数 以供 DView 类中的 OnDraw 函数来调用 3 自定义 circle 2 line 2 point 2 类来保存基本的图形数据 4 在 OnDraw 函数里调用不同的画线 画圆算法来绘制直线 圆 多边形 曲线等基本图形 调用填充算法函数 用来填充 多边形和圆 5 修改 Point 为 point resister 类 从 CObject 派生 并且重 载 Serialize 函数 Serialize 函数函数体根据不同的成员 变量实现数据的保存 6 在 OnDraw 函数里调用直线的 Serialize 函数 实现直线 数据的串行化 保存数据到指定文件里 4 4 实验结果 实验结果 通过输入教材上的代码 能成功地实现相应的算法功能 通过 在 OnDraw 中调用不同的函数 实现了相应的线 圆 多边形的 绘制 并成功地实现图形的填充 结果截图 5 5 实验体会 实验体会 通过实验二 更透彻的理解了课本上的 DDA 画线算法和 Bresenham 画线算法 中点画圆函数 边界表示区域和内点表示区 域的种子填充等算法学习了如何自定义类来存贮简单的图形数据 类的派生和函数的重载 数据的串行化及保存数据到指定的文件 初步认识了 MFC 中的文档类 学习了一些相关的内容 进一步的了 解的 MFC 的结构与编程方法 实验三 实验三 OpenGLOpenGL 图形程序设计基础图形程序设计基础 1 1 实验目的 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 2 2 实验内容 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 4 4 实验结果 实验结果 基本图形显示正确 基本图形截图 三棱柱截图 5 5 实验体会 实验体会 在实验过程中 在工程的设置里面一定要把相关的库文件导入 设置正方体坐标时 要根据画布的坐标来 设置好图形的坐标比较 重要 这将影响这图形显示的效果 通过这个实验 掌握了许多新 图形的画法 同时 通过仿照所给列子 改写代码 绘制彩色的正 方体 我也初步认识了绘制立体图形的一些内容 希望在今后的试 验中可以了解更多 实验四 实验四 二维图形变换程序设计二维图形变换程序设计 1 1 实验目的 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 2 2 实验内容 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 3 3 实验过程 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 4 4 实验结果 实验结果 结果正确 平移 xy 100 0 5 5 实验体会 实验体会 在这次实验中 涉及到了 菜单和对话框的操作 在 vc 6 0 中 是非常方便的 VC 6 0 都提供了向导型的操作过程和可视化 的控件添加 这样节省了代码编写量 通过实验四 进一步加深了 对 MFC 编程的认识 也学习了如何对二维图形进行各种变换操作 实验五 三维图形变换程序设计实验五 三维图形变换程序设计 1 1 实验目的 实验目的 1 掌握三维图形变换实现原理 基本几何变换 复合变换 投 影变换等 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 OpenGL 实现图形模型变换 视图变换 投影变换 4 学习使用 OpenGL 生成基本图形 2 2 实验内容 实验内容 1 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 增加绘制如下图形 选择其 中任意两个 注意模型坐标系的选择和顶点坐标的计算 可直接 使用实验三的设计 2 在程序中增加图形变换菜单 各个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 实现三维图形的基本几何变换 提示 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 尝试改 变投影参数与观察参数 实现图形的投影变换 3 3 实验过程 实验过程 1 根据实验要求 首先建立变换菜单 在菜单上提供平移 比例 旋转等变换方法 2 对菜单中的每一项方法构造响应函数 弹出对话框 3 通过弹出的对话框进行参数输入 并获取输入的参数 调用相 应的变换函数 实现图形的变换 4 4 实验结果 实验结果 如压缩文件中 Debug 文件夹的 EXE 程序所示 按下平移 输入 X Y Z 轴的平移参数 得出新绘制的图形 按下比例 输入比例系数 得到新绘制的图形 按下旋转 首先输入想要绕某点旋转的 该点的坐标 再输入所 要旋转的角度 得出新绘制的图形 原始图形 平移过后 比例放大过后 旋转后 5 5 实验体会 实验体会 通过实验五 可以熟练的使用菜单完成各种相应的操作 同时 在上个实验 学习二维图形变换的基础上 学习了如何对三维图形 进行变换操作 进一步完善了对于图形变换的学习 实验六 实验六 OpenGLOpenGL 真实感图形程序设计真实感图形程序设计 1 1 实验目的 实验目的 1 掌握真实感图形生成的基本原理 如消隐 光照 材质等知 识 2 学习使用 OpenGL GLUT 等生成基本图形 如球体 正方体 茶壶等 3 学习使用 OpenGL 生成各种光源 点光源 平行光 聚光灯 等 4 学习使用 OpenGL 设置绘制对象的颜色 材质 5 进一步熟悉 OpenGL 图形变换技术 几何变换 视图变换 观察变换等 1 对模型实现各种几何变换 包括对 glTranslate glRotate glScanglLoadMatrix glMultMatrix 等使用 2 视口变换 测试不同大小的视口 glViewport 3 投影变换 要对平行投影与透视投影分别测试 使用不 同的观察体参数 观察 效果 2 2 实验内容 实验内容 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 增加绘制如下图形 球体或茶壶 等 使用 glut 函数 环境中创建点光源 平行光 聚光灯 设置 所绘制对象的材质 呈现出塑料 金属等材质特性 对官员的位置 方向 类别进行控制 改变材质参数 观察效果 3 3 实验过程 实验过程 1 根据以前设置好的 OpenGL 图形绘制参数 在实验 3 的绘制正 方体的基础上修改程序 绘制 1 个全红的正方体 2 建立一个设置光源的函数 进行光源的各种参数的设置 3 设置好各个光源参数后 调用函数开启光源 此时的正方体 轮郭清晰 显得很真实 4 4 实验结果 实验结果 绘制了 1 个全红的正方体 设置的光源 并且向光部分亮 背光部分相对而言显得黯淡 5 5 实验体会 实验体会 实验六通过使用 openGL 的相关函数 绘制出立体图形 并设 置三维图形的材质 光源 调整一定的系数使图形更真的显示 此次学到了 如何使用 openGL 绘制一个比较真实的三维物体 进一步了解的图形学中三维图形的处理方式 结合课堂中内容 对三维图形有了更深入的理解 实验七 二维交互式图形程序设计实验七 二维交互式图形程序设计 1 1 实验目的 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 2 2 实验任务 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 实现颜色 线型 字体等的交 互式选择 实现除曲 线 圆弧外其他图形的鼠标拾取 框选 点 选 实现新建文件 保存文件 打开文件 打开保存的自定义图形 文件 并绘制图形 软件界面设计 工具栏 菜单 光标等 可选扩展功能 1 实现平移 旋转 缩放 对称 错切等图形几何变换 2 图形的显示控制包括缩放 按比例 选取框 平移 上 小 左 右 3 实现图层功能 可见性