计算机图形学课程设计——构造完整系统

1、计算机图形学课程设计构造完整系统计算机图形学课程设计计算机图形学课程设计 构造完整系统构造完整系统小组成员：郝刚，陈燕月，林惠珍课程设计要求 设计并实现一个能够以真实感图形显示的造型系统。主要完成的功能： 实现了立方体，圆锥体，球体的数据的输入和模型的建立 将输入的体进行三角面片的划分，并对每个面进行消隐 对每个可见面进行投影，并自动建立新边表和有效边表 计算其光照，运用Phong模型插值得到面内部的颜色值，生成具有真实感物体 最后实现了物体的旋转构造完整系统的步骤 步骤1：将各种三维图形的面划分为三角面片的形式 步骤2：根据光照模型计算三角面片三个顶点处的颜色值，并保存起来 步骤3：将三角面

2、片的三个顶点进行透视投影，将它们转换到二维屏幕坐标系上。 步骤4：根据透视投影得到的三个顶点自动建立新边表和有效边表 步骤5：根据三个顶点的颜色值利用插值公式得到内部各点的颜色值并显示出来 小组分工 郝刚： 整体类框架的建立 Phong光照模型 陈燕月： 桶、边表的自动建立 旋转变换 林惠珍： 各种物体数据的设计、输入 投影、消隐 dRdddTt000cos0sin0sinsin0sincoscoscossin0sincossin透视变换用户坐标系观察坐标系屏幕坐标系凸多面体消隐算法 对于凸多面体的任一个面，可以根据其外法矢量和视矢量的夹角来进行可见性检测。如果两个矢量的夹角090时，表示该表

3、面可见；如果90180时，表示该表面不可见。Z ZX XY YD DF FE EC CA AN NS SB B 图9-11 三棱柱主要函数 InitParameter三/透视变换常数 Project(P3d &P)/透视变换 ReadPoint三/读入点坐标 ReadFace三/读入面坐标基本图形的数据结构 在三维坐标系下，描述一个物体不仅需要顶点表，而且还需要边表和面表，才能完全表达清楚。立体的数据结构图图 4-14 边表结点边表结点 其中，其中，x为新增边低端的为新增边低端的x|ymin值，用于判断边值，用于判断边表在桶中的排序；表在桶中的排序；ymax是该边所在的最大扫描线值，是该边所在

4、的最大扫描线值，用于判断该边何时成为无效边。用于判断该边何时成为无效边。1/k是边在是边在x方向的变方向的变化量和在化量和在y方向的变化量的比值，即方向的变化量的比值，即x/y。 桶、边表的建立桶、边表的建立图图 4-15 4-15 边表边表桶、边表的建立主要类结构 CreatBucket三/初始化桶结点 Et三/构造边表 AddAet(Edge *NewEdge)/边插入Aet表 AetOrder三/对Aet表进行排序旋转变换 主要思想： 将视点按一定的角度旋转，实现物体的旋转，期间光源的位置相对视点静止，所以光源位置和视点同步旋转。 视点旋转新坐标： 改变Thta、Fei角即实现视点位置的

5、改变 光源位置和视点相对静止，求新坐标的基函数： Positionx=430*cos(PI/2+PI*Thta/180); Positiony=430*sin(PI/2+PI*Thta/180); Positionz=430*cos(PI/2+PI*Fei/180);根据光源相对视点所处的位置（左上角、右上角等）做适当调整。整体类框架的建立 主要类结构 P2d类：二维点坐标类 P3d类：三维点坐标类 Face类：面信息类 Verter类：用于向量运算的类 ModelColor类：颜色模型类 （包括r，g，b分量，且0=r,g,b=1） ModelLight类：光照模型类 （包括环境光、漫反射光、镜面反射光以及光源的位置信息）光照模型的实现 根据用户输入的材质信息、环境光、漫反射光、镜面反射光信息利用下述两个公式计算出三角面片三个顶点的颜色值 npspdaasdeNHIKNLIKIKIIII)()()1, 1min(2210dcdccdist光照模型的实现 根据三个顶点的颜色值进行插值，得到内部各点的颜色值。 首先利用对y插值的公式得到三角面片边上的 两个点的颜色值 然后利用对x插值的公式得到三角面片一条扫描线上所用点的颜色值CCADAACACDDCyyyyCyyyyCEEDFDDEDEFFCxxxxCxxxxC总结