计算机图形学--图形几何变换实现

1 实验五 图形几何变换的实现 班级 信计二班 学号 20080502065 姓名 解川 分数 一 实验目的 为了掌握理解二维 三维的数学知识 变换原理 变换种类 变换方法 进一 步理解采用齐次坐标进行二维 三维变换的必要性 利用 VC 语言实现二维 三维图形的基本变换与复合变换 二 实验内容 1 理解采用齐次坐标进行图形变换的必要性 变换的连续性 使复合变 换得以实现 2 掌握二维 三维图形基本变换的原理及数学公式 3 利用 VC 语言实现二维 三维图形的基本变换 复合变换 在评不上 显示变换过程或变换结果 三 实验步骤 1 预习教材关于二维 三维图形变换的原理与方法 2 使用 VC 语言实现某一种或几种基本变换 3 调试 编译 运行程序 四 原理分析 源程序分别实现了对二维图形进行的平移变换 基本变换 对三维图形进行的 绕某一个坐标轴旋转变换以及相对于立方体中心的比例变换 复合变换 三维几何变换 1 比例变换 T3D 1111zyx 1zyx 1zyx snml rjih qfed pcbq 局部比例变换 其中 a b j 分别为在 x y z 方向的比例系数 s T 1000 000 000 000 j e a 2 整体比例变换 其中 s 为在 xyz 方向的等比例系数 S 1 时 整体缩小 s 1 时 整体 s T s000 0100 0010 0001 放大 2 旋转变换 旋转变换的角度方向为 沿坐标轴的反方向看去 各轴按逆时针方向旋转 绕 z 轴旋转 RZ T 1000 0100 00cossin 00sincos 绕 x 轴旋转 RX T 1000 0cossin0 0sincos0 0001 绕 y 轴旋转 RY T 1000 0cos0sin 0010 0sin0cos 程序代码 三维图形 立方体 旋转变换 比例变换三维图形 立方体 旋转变换 比例变换 include include include include include include define ZOOM IN 0 9 define ZOOM OUT 1 1 3 int turn1 3 0 rx 1 ry 3 zoom typedef struct float x float y float z point typedef struct float x float y point2d typedef struct float x float y float h point biao 8 fanti void make box float x float y float h fanti p p x x p y y p h h p biao 0 x x 2 p biao 0 y y 2 p biao 0 z h 2 p biao 1 x x 2 p biao 1 y y 2 p biao 1 z h 2 p biao 2 x x 2 p biao 2 y y 2 p biao 2 z h 2 p biao 3 x x 2 p biao 3 y y 2 p biao 3 z h 2 p biao 4 x x 2 p biao 4 y y 2 p biao 4 z h 2 p biao 5 x x 2 p biao 5 y y 2 p biao 5 z h 2 p biao 6 x x 2 p biao 6 y y 2 p biao 6 z h 2 p biao 7 x x 2 p biao 7 y y 2 p biao 7 z h 2 void trun2d point p point2d q q x p x p z cos 0 25 q y p y p z sin 0 25 4 void initm float mat 4 int count for count 0 countx tm 1 0 p y tm 2 0 p z tm 3 0 yv tm 0 1 p x tm 1 1 p y tm 2 1 p z tm 3 1 zw tm 0 2 p x tm 1 2 p y tm 2 2 p z tm 3 2 p x xu p y yv p z zw return void rotationx point p float alfa float tm 4 float rad 0 0174532925 initm tm tm 1 1 cos rad alfa tm 1 2 sin rad alfa tm 2 1 tm 1 2 tm 2 2 tm 1 1 return 5 void rotationz point p float alfa float tm 4 float rad 0 0174532925 initm tm tm 0 0 cos rad alfa tm 0 1 sin rad alfa tm 1 0 tm 0 1 tm 1 1 tm 0 0 return void rotationy point p float alfa float tm 4 float rad 0 0174532925 initm tm tm 0 0 cos rad alfa tm 2 0 sin rad alfa tm 0 2 tm 2 0 tm 2 2 tm 0 0 return void adjust point p point q float t 4 4 switch turn1 0 case 1 rotationy p 2 t transfrom p q t break case 1 rotationy p 2 t transfrom p q t break default break switch turn1 1 6 case 1 rotationz p 2 t transfrom p q t break case 1 rotationz p 2 t transfrom p q t break default break switch turn1 2 case 1 q x ZOOM IN p x q y ZOOM IN p y q z ZOOM IN p z break case 1 q x ZOOM OUT p x q y ZOOM OUT p y q z ZOOM OUT p z break default break void drawbox fanti p point2d fan2d 8 int i 7 for i 0 ibiao i trun2d fan2d i x 300 fan2d i y 200 cleardevice outtext right left up v down moveto 0 20 outtext page up zoom in page down zoom out space Redraw Esc exit for i 0 i 3 i if i 3 line fan2d i x fan2d i y fan2d 0 x fan2d 0 y line fan2d i 4 x fan2d i 4 y fan2d 4 x fan2d 4 y else line fan2d i x fan2d i y fan2d i 1 x fan2d i 1 y line fan2d i 4 x fan2d i 4 y fan2d i 5 x fan2d i 5 y line fan2d i x fan2d i y fan2d i 4 x fan2d i 4 y void main int gd DETECT gm i j 8 char key float x y h fanti a1 x 100 y 100 h 100 initgraph setcolor GREEN make box x y h for turn1 0 0 turn1 1 0 turn1 2 0 key getch switch key case 77 turn1 0 1 break RIGHT case 75 turn1 0 1 break LIFT case 72 turn1 1 1 break UP case 80 turn1 1 1 break DOWN case 73 turn1 2 1 break Zoom In case 81 turn1 2 1 break Zoom Out case 32 make box x y h break Redraw case 27 exit 0 break default ke