计算机图形学实验教案.doc

洛阳师范学院计算机科学系 计算机科学与技术专业课程教案 专 业 名 称：计算机网络 课 程 名 称：计算机图形学实验指 导 教 师： 20062007学年第一学期填写时间：2006 年 10 月课程基本信息 （一）实验课名称 计算机图形学实验 （二）学时学分：周学时1周数18，0.5学分（三）使用教材：罗笑南主编，计算机图形学第三版，出版地，中山大学出版社，2003年3月版（四）指导教师：（五）授课班级：计算机系2004网络班，66人（六）教学要求：（1）要求学生熟悉一门可视化编程语言，使用这门语言来做计算机图形学实验，经过考察和选择，最合适的编程语言有visual c+，delphi，本课程选择以vc为主讲解，学生也可以用deiphi语言做所有的实验，要求最后学生把所有实验集成到一个界面下，提交一个程序，这个也作为计算机图形学这门课程的主要考察方式。（2）让学生在掌握计算机图形学的一些基本算法基础上，不使用语言系统自带的一些函数，而是根据图形学算法来自己构造可执行的程序。（3）做好示范操作（）；（4）观察指导学生在实验过程中操作情况及其结果；（5）通过综合实验或方案设计，尽量联系实际，强化学生技能和基础知识的综合应用，开发学生智力。（6）定期开放实验点，指导做设计创新实验。（七）预期目标：巩固课堂理论，深化基础知识，增强学生的动手能力，培养学生的创新精神。（八）考查方式：平时考查+实验上机考勤+实验报告。实验一：VC6环境快速入门学时数：2课时 实验类型：验证型实验目的和要求：初步掌握VC6编译器的环境和使用，能快速的进行VC环境下的编程，熟悉VC框架结构，熟悉类向导的使用，能编写简单的对话框程序，熟悉文档/视结构的框架，能将菜单映射到函数，实现简单的VC框架编程。实验一总分10分。实验报告要求：必须记载实验中遇到的困难和问题，写好实验步骤，突出结果和问题讨论，鼓励创新。 注意事项：1. 因为后面要求所有实验集成在一个框架下面，为了简单起见，在vc中创建单文档/视图结构，创建工程名以“某某某计算机图形学实验”为名，不允许随便使用不同的菜单映射来实现各个实验。2. 注意vc编程下的命名规则，创建的资源都有I D，因为要使用类向导来编程，所以每个名字都要起的有意义，不要乱起名字，这样以后程序庞大起来后不便于阅读。3. 实验一还要求在菜单中弹出一个对话框，并在对话框中使用几个控件，实现一个简单的交互计算，同学们要注意创建对话框资源和创建对话框类的顺序，如果顺序颠倒的话会出现一个典型的错误，因为创建类时候没有映射对话框资源，这个错误很容易改正。实验二：几种画线算法的实现学时数：4课时 实验类型：设计型实验目的：熟悉计算机图形学中提到的三种画线算法。基本要求：实现课件中介绍的三种简单的画线算法。做在实验一同一个环境界面下。提高性要求：1.要求同学们实现画虚线方法和一定宽度直线方法；2.实现一种交互方法画直线，比如鼠标捕捉画线，或者输入对话框确定线段起始点画线。实验报告要求：必须记载实验中遇到的困难和问题，写好实验步骤，突出结果和问题讨论，鼓励创新。 注：本实验总分20分，实现基本要求的同学得分12分，实现提高性要求的同学或构造基本算法有创新的同学根据情况得16分或满分。注意事项：1 实现最基本的绘制直线算法，要应用到vc绘图设备和环境，注意那个常用初始化设备环境格式。2 在实现实验要求基本功能的同时，扩展程序功能，比如绘制各种虚线，绘制粗线段等等，要能做到举一反三，灵活编程。3 关于函数的接口部分要注意，类声明中函数的接口要与来执行体部分函数接口一致，否则会导致出错。实验三：绘制简单的二次曲线学时数：4课时实验目的：进一步熟悉VC的编译环境，能在计算机中编程绘制出一些简单的二次曲线，比如圆弧，圆，抛物线，椭圆等。基本要求：实现课件中介绍的基本绘制二次曲线几种算法。做在实验一实验二同一个环境界面下。提高性要求：实现一种交互方法画二次曲线，比如鼠标捕捉画线，或者输入对话框确定一些曲线性质的参数来确定要绘制直线，实现课程中提到的三点画圆方法。实验报告要求：必须记载实验中遇到的困难和问题，写好实验步骤，突出结果和问题讨论，鼓励创新。 注：本实验总分20分，实现基本要求的同学得分12分，实现提高性要求的同学或构造基本算法有创新的同学根据情况得16分或满分。注意事项：1 关于函数的接口部分要注意，类声明中函数的接口要与来执行体部分函数接口一致，否则会导致出错。2 自己构造的逐点绘制圆、椭圆可以选择不同的方向绘制和象限绘制，注意x轴，y轴坐标方向的变化，还要注意简化计算那个递加方法。3 给出不在直线上三个点，要求绘制出过这三点的圆，其实很简单，结合数学上的方法求解圆心和半径，然后近似的绘制出来。实验四：实现种子填充算法学时数：2课时 实验类型：设计型实验目的：进一步熟悉VC的编译环境，对屏幕上已经绘制的直线，二次曲线等，选中一空白点，进行种子填充算法，要求如果选中的点在封闭的范围内，则填充，如果在不封闭的图形内，则渗漏到一个大的封闭的范围或者整个屏幕。基本要求：能实现对一个封闭圆或封闭的多边形能进行种子填充算法。实验还是做在前面整个实验的环境界面下。提高性要求：1.实现鼠标捕捉这个种子点。2.要求对封闭范围，不封闭范围进行测试。比如对一个圆，如果圆的一部分没能显示，在用户区的坐标外，但这个圆是封闭的，要能正确填充。实验报告要求：必须记载实验中遇到的困难和问题，写好实验步骤，突出结果和问题讨论，鼓励创新。 注：本实验总分20分，实现基本要求的同学得分12分，实现提高性要求的同学或构造基本算法有创新的同学根据情况得16分或满分。注意事项：1 本实验建立在实验二和实验三的基础之上，所以这个首先要注意全局变量和局部变量的区别，否则程序运行判断条件困难。2 注意这个程序要求鼠标选择种子点实现交互，这个是通过类向导里面加入的一个消息函数，而不是常规的自定义函数。实验五：在对话框中实现交互式绘图学时数：4课时 实验类型：综合型实验目的：实验一中我们在菜单映射中弹出了一个对话框，并在对话框类中做了个简单的交互式的加法计算实验，本实验就是在实验一的背景下，在菜单映射中弹出对话框，实现在对话框中交互式绘图。要求在对话框中使用几个命令按钮(对应类的绘图函数)和一些编辑框控件获取用户输入。基本要求：1.要求使用画刷，在对话框中刷出一个范围进行绘图。其中使用用户坐标系绘图，在屏幕中首先绘制一个坐标系，并要求有刻度标志。2.实现交互式输入绘制直线，要求调用参数形式的bresenham绘制直线方法。提高性要求：实现绘制复杂函数功能，比如样条曲线，Bezier曲线，正弦余弦函数等。在用户坐标系的x轴正方向上绘制几个周期，使用小的直线段来逼近曲线，该绘制交互由步长控制，步长就是一次性跨越几个像素。难点：用户坐标系同窗口坐标系的转换。实验报告要求：必须记载实验中遇到的困难和问题，写好实验步骤，突出结果和问题讨论，鼓励创新。 注：本实验总分15分，实现基本要求的同学得分10分，有创新的同学根据情况得12分或满分。注意事项：1 本实验属于综合型实验，首先和实验一方法类似，创建一个对话框类，实验主要是在这个建立的对话框类中进行交互式绘图，绘制直线，复杂的曲线。涉及到系统坐标和用户定义坐标的转换。2 涉及到自编函数的调用，比如引用实验二的bresenham绘制直线方法，把它表达为形参形式，对这个函数的接口也进行了一些变化，注意体会。3 使用小的直线段来模拟曲线段的思想来绘制曲线，可以通过算法求得某复杂曲线可能会经过某些离散点，将这些离散点用直线连接起来，可以表达曲线，当然取的点越多，绘制的曲线也越好，这就涉及到理解步长这一个概念。4 与实验一创建对话框类相似，要注意创建对话框资源和创建对话框类的顺序，如果顺序颠倒的话会出现一个