计算机图形学实验指导-学生

1、劈£瀧羊口d1it1oo axid 人丄ishjainc dnvil1hz劉者生加家了2暗秦 虫屯凑 oz- os哈臨实验项目清单实验一熟悉上机坏境实验二图形绘制实验三自行车行驶动画实验四美术图案的自曲设计实验五直线的绘制实验六圆的绘制实验七区域填充实验八二维线段的裁剪实验九动画设计实验十点阵字符或矢量字符的绘制实验十-二维图形变换实验十二 三维图形变换实验十三二简单交互图形系统计算机图形学实验指导实验一：熟悉上机环境一. 实验目的：通过实验掌握开发语言的图形函数及其应用，图形系统初始化的方法。二. 实验要求：（1）熟悉开发语言的图形函数及其应用。（2）编写图形界而。实验二：图形绘制

2、题目：编写画一正方形程序，并在其中用不同的颜色及线型画15个正方形，每一个都比前 一个小。一. 实验目的：通过实验熟练拿握绘图函数的应用。二. 实验要求：（1）15个图形具有不同的颜色及线型。（2）图形实体有清晰的轮廓。实验三：口行车行驶动画题目：设计一辆口行车从屏幕右侧开出，以一定的速度在公路上行驶的动画。一. 实验目的：通过实验掌握图形程序设计方法、图形生成算法。二. 实验要求：（1）图形实体有清晰的轮丿廓。（2）调用图形函数来实现。（3）自行车行驶时，车轮也需耍动画。实验四：美术图案的自由设计题目：设计一个较复杂的美术图案，以静态方式或动画方式在屏幕上显示。一. 实验目的：掌握生成棊木儿

3、何图形的函数以及填充和绘色函数的组合使川，进一步掌握 图形程序设计方法、图形生成算法。二. 实验要求：（1）图形实体有清晰的轮廓。（2）复杂图案的生成算法具有一定的规律性。（3）具有丰富的色彩和光滑的曲线。图2 sierpinski三角形(dx, dy)算法：(1) 给定初始直线(ax,ay) (bx,by),按koch曲线的构成原理计算出各关键点的坐标 如下：cx=ax+(bx-ax)/3cy=ay+(by-ay)/3ex=bx-(bx-ax)/3ey=by-(by-zy)/3l=sqrt(ex-cx)*(ex-cx)+(ey-cy)*(cy-cy)al pha=atan(ey-cy)/(e

4、x-cx)dx=cx+cos(alpha+3.14159/3)*ldy=cy+sin(alpha+3.14159/3)*l(2)利用递归算法，将计算出来的新点分别对应于(ax,ay)和(bx,by)，再用步骤(1)计 算下一级新点(cx,cy) ,(dx,dy),(ex,ey),并压入堆栈(3) 给定一小量c,运行程序，绘制直线(ax,ay) (bx,by),当lc时，结束程序。 思考：koch雪花的生成。实验五：宜线的绘制题目：用besenham法绘制4b方向的直线一. 实验目的：通过实验加深对bresenham m线牛成算法的理解。二. 实验要求：(1) 数据输入项(或者函数参数)为：直线

5、的起点与终点坐标(仅限于4b方向)(2) 输出直线。附加要求：(1)通过用八输入可改变直线的线型(实线、虚线与点划线)算法如下：(u)在4b象限的直线，y每次都减少一个单位，即x+1 = x -1而兀的值z可能选择图中两种位置0，即xi+l = 或者 xi+l =耳 +1选择的标准是看£和d?的人小。而（不+lj+l）d2（兀+1 j+l）d=兀 _ xid2 =兀+ -x = xi+i-xd = 2x 2xj 1 = 2 （yi 1） 2x. + 2b 1_dy弓=（£ 一 d2 ）dy = lyx - 2xy - 2dx + （2b - l）dye+i -用=2dx -

6、 2(x/+1 -xdyp = -2dx - dy4b象限的bresenham算法为：(1) 画点(兀,)，dx = x2-xf 计算误差初值 p - -2dx - dy , i = 1。(2) 求直线的卜-一点位置：开=一 1。如果弓0,则壬+=壬+1,否则xi+l = x.(3) 画点(无+,加)；(4) 求下一个谋差£+(5) / = / + 1,如果ivdy + l,则转步骤(2)；否则结束操作。实验六：恻的绘制题目：用逐步比较法或besenham法绘制圜一. 实验目的：通过实验加深对bresenham圆生成算法的理解。二. 实验要求：（1）数据输入项（或者函数参数）为：i员

7、心坐标与半径（2）输出圆。圜心坐标x圆心坐标y圜半径r实验七：区域填充题目：用种子填充算法（或扫描线填充算法）填充任一多边形域 一实验目的：深入理解区域填充算法。二.实验要求：（1）数据输入项为：多边形的顶点数、各顶点x,y朋标。 对丁种子填充算法要输入种子彖素的x,y他标。对于扫描线填充算法要输入扫描线间距。（2）输出填充区域x1x2x3x4x5x6x7x8x9y1y2y3wy5y6y7y8y9|l20sof-poopo种子象素po fl80第一个多边形顶点数p土一 aquiktx 上好 n显示i清屏i退出x2x3x4x5x6x7x8x9popo阿poorwopo第一个多边形顶点数 第二个多

8、边形顶点数实验八：二维线段的裁剪题目：用编码法裁剪二维线段。一. 实验目的：通过实验深入理解二维线段裁剪的编码算法。二. 实验要求：(1) 数据输入项为：裁剪窗口的四条边坐标对丁编码法裁剪二维线段要输入线段的起点与终点x,y坐标。 对于逐边裁剪算法裁剪多边形耍输入多边形的顶点数及各顶点x,y处标。(2) 输出裁剪前与裁剪后的结果。xl yb xryt p5x2 f y2 p显示 涓屏 退出实验九：动画设计题目：编程实现圜环图形缩放的动画。一. 实验目的：通过实验深入理解图形缩放变换。二. 实验要求：(1)用改变圆的半径来演示图形缩放动画，突现i员i环收缩与膨胀的效果，即由上变大，然 后由大变小

9、，如此不断往复。实验十：点阵字符或矢量字符或符号的绘制(设计性实验)题目：点阵字符、矢量字符的绘制一. 实验目的该实验包含有两个子实验。加深理解点阵字符、矢量字符的生成和实现方法，并模拟实现点阵字符库。二. 实验要求：(1)以一定规则建立矢量字符库文件。耍求至少存三个字符的信息，每个字符至少有一个 编码。(2)数据输入项为：字符编号及输出坐标。（3）程序设讣要求：根据用八输入的字符编号，从矢量字符库文件提取该字符相应的笔划,并输出。实验11：二维图形变换一. 实验目的掌握二维图形的儿何变换及运川儿何变换快速方便地生成图形，并利用区域填充增加图 形的表现效果。该实验包含有两个子实验。1. 运用二

10、维图形的基本变换（平移、比例、旋转等）绘制一血国旗。2. 设计并实现一个动画演示游戏。二. 实验要求：基木要求：（1）在程序屮给定二维图形。（2）对图形进行放大、缩小、平移、旋转等变换，要求输入图形的旋转角度及平移量。 任务要求：从两个子实验中任选做一个。1. 绘制国旗要求给出大星的顶点坐标绘出大星，然后利用比例、旋转、平移三种基本 变换绘制出4颗小星。星内川黄色填充，旗面川红色填充。2. 动画要求利用比例、旋转、平移中至少两种基本变换。附加要求：红旗能够摆动；动画具有交互性。实验12：三维图形变换一. 实验目的：掌握三维图形数据结构的描述，通过实验编程进行三维图形的绘制和几何变 换，增进对三

11、维图形几何变换的理性认识。二. 实验要求：（1）在程序中给定控制多面体的顶点坐标及点线信息。（2）编制程序实现对空间三维图形（如立方体）的儿何变换。实验13：简单交互图形系统一. 实验目的加强对交互式作图方式的理解，掌握其实现方法，综合利川2d图形技术，培养和训练 开发图形系统的能力。二. 实验属性该实验为综合设计性实验。三. 实验要求任务要求：以下两个实验任选其一：1、参考windows中“笔画”的功能和使用方法，以鼠标或键盘为交互工具，设计一个 简单的2d交互图形系统。功能耍求具有直线、椭园、矩形等基本图形的绘制功能，以及区 域填充功能。2、开发一投石探雷游戏或其它口选游戏。投石探雷游戏要求:在川格子划分的地雷场上，布满了地雷，川投石的方法来探雷并引 爆之。按方向键瞄准定位，表示石头投掷位置的圆环。按“g”或“g”进行投掷，川动画 来展示从固定位置到口标