《计算机图形学》任务书

《计算机图形学》任务书一.课程设计的目的通过课程设计,使学生具备通过具体的平台实现图形算法的设计、编程与调试的能力,完成对实验结果分析、总结及撰写技术报告的能力。二.课程设计的要求课程设计时间为第17周,地点:计412室,要求进实验室调试时必须有理论设计,调试通过后请辅导老师验收。课程设计分组进行,一人一组,设计完成后每人提交一份课程设计报告,没有交报告的同学不予评定成绩。本次课程设计备选题目有30个,每人选择一个提目,选定后不能更改。每个题目的基本要求必须完成,其他可根据自身情况选做。三.课程设计报告要求1.设计概述设计题目、设计要求、设计方案2.软件设计软件流程框图3.调试后的正确程序清单4.设计总结分析5.完整的课程设计报告【课程设计报告书内容要求】每一小组要上交一份完整的设计方案,统一用A4纸打印,内容包括:(1实验报告封面(设计题目、小组成员(2设计题目(3设计方案(4程序流程图(包括各个子系统和子过程的程序流程(5程序清单,要有适当的注释(6程序运行结果分析(7系统不足及改进方案四.课程设计选题(任选一题1、逐点比较法生成直线内容:(1推导出该算法法绘制直线的原理;(2根据算法原理,设计相应算法;(3编写该算法的程序并实现;功能要求:(1要求有两种方式进行输出:1模拟算法输出;2直接生成输出。(2采用屏幕或键盘输入坐标点;2、椭圆Bresenham算法内容:(1推导出Bresenham法绘制椭圆的算法原理;(2根据算法原理,设计相应算法;(3编写绘制完整椭圆的中点或Bresenham算法程序;功能要求:(1要求有两种输入方式:根据输入点来生成椭圆并输出椭圆的长短轴;输入椭圆的长短轴来生成椭圆;(2椭圆的颜色为红色;3、多边形有效边表填充算法内容:(1设计边表与活性链表数据结构;(2根据多边形有效边表填充算法原理,设计相应算法;功能要求:(1要求根据鼠标输入点来生成多边形;(2通过右键菜单显示填充效果,右键菜单有两个选项:未填充与填充;(3参考文[1]-6;4、区域四向种子点填充算法内容:(1掌握四向邻接点的访问方法;(2掌握堆栈的编程操作;(3掌握种子填充算法原理;功能要求:(1区域为多边形,要求根据鼠标输入点来生成多边形;(2通过右键菜单实现填充效果;(3参考文[1]-8;5.影线填充算法内容:(1掌握影线填充算法原理;(2掌握边界数据的组织方法;(3掌握复合域转换为单值域的方法;(4掌握影线和边界求交的计算方法;功能要求:(1要求根据输入屏幕点生成多边形区域边界;(2通过键盘按键实现填充一组斜线;6、直线快速裁剪算法内容:(1掌握窗口相对于直线的位置判断;(2掌握直线快速裁剪的原理;(3实现点一直线裁剪和多条直线直线裁剪;功能要求:(1要求根据输入两点来生成直线;(2通过键盘按键实现裁剪;7.多边形裁剪算法内容:(1掌握多边形算法原理;(2掌握直线和窗口相交的判断条件;(3掌握直线和窗口交点处的参数值计算方法;功能要求:(1要求根据输入屏幕点生成多边形和窗口;(2通过键盘按键实现裁剪;8.三视图算法内容:(1掌握三视图生成原理;(2掌握主视图、俯视图和侧视图变换矩阵;功能要求:(1缺省状态为正三棱柱的三维立体图;(2通过右键菜单显示三视图,右键菜单有两个选项:立体图与三视图;9.双三次Bezier曲面算法内容:(1掌握双三次Bezier曲面定义;(2实现矩阵相关运算;功能要求:(1给定16个三维控制点如下:P00(200,20,0,P01(150,0,100,P02(50,-130,100,P03(0,-250,50;P10(150,100,100,P11(100,30,100,P12(50,-40,100,P13(0,-110,100;P20(140,280,90,P21(80,110,120,P22(30,30,130,P23(-50,-100,150;P30(150,350,30,P31(50,200,150,P32(0,50,200,P33(-70,0,100;(2实现键盘控制曲面旋转效果10.立方体背面剔除消隐算法内容:(1掌握背面剔除消隐算法原理;(2实现矢量点积与叉积运算;(3透视投影变换功能要求:(1绘制立方体线框模型的透视投影图,使用背面剔除算法实现动态消隐;(2通过右键菜单显示消隐效果,右键菜单有两个选项:未消隐与消隐;(3使用键盘的上下左右控制键旋转消隐前后的立方体;(4单击左键增加视距,右击缩短视距;11.球体背面剔除消隐算法内容:(1掌握背面剔除消隐算法原理;(2实现矢量点积与叉积运算;(3透视投影变换(4曲面体经纬线划分方法功能要求:(1绘制球体线框模型的透视投影图,使用背面剔除算法实现动态消隐;(2通过右键菜单显示消隐效果,右键菜单有两个选项:未消隐与消隐;(3使用键盘的上下左右控制键旋转消隐前后的球体;(4单击左键增加视距,右击缩短视距;12.立方体动态Z-Buffer隐面算法内容:(1掌握Z-Buffer消隐算法原理;(2像素点动态深度计算;功能要求:(1绘制立方体,使用Z-Buffer消隐算法实现消隐;(2使用键盘的上下左右控制键旋转消隐前后的立方体;13.参数法绘制凸多面体动态图形内容:(1掌握参数法绘制三维图形的方法;(2掌握立体的数据结构形式并合理组织数据;功能要求:(1绘制凸多面体(简易房子的动态消隐图形;(2使用键盘的上下左右控制键旋转消隐前后的立方体;14.明暗处理立方体算法-Gouraud明暗处理内容:(1掌握双线性光强插值方法;(2根据有效边表法绘制立方体每个面;功能要求:(1绘制立方体,使用Gouraud明暗处理填充立方体各个面;(2使用键盘的上下左右控制键旋转立方体;15.明暗处理立方体算法-Phong明暗处理内容:(1掌握双线性法向量插值方法;(2根据有效边表法绘制立方体每个面;功能要求:(1绘制立方体,使用Phong明暗处理填充立方体各个面;(2使用键盘的上下左右控制键旋转立方体;16.球的光照模型算法内容:(1掌握简单光照模型计算;(2球体绘制方法;功能要求:(1绘制球体,给球体施加环境光、漫反射光和镜面反射光;(2通过右键菜单控制显示效果,右键菜单安排如下:一级菜单二级菜单17.立方体纹理映射算法内容:(1国际象棋棋盘纹理的制作;(2立方体表面纹理映射方法;功能要求:(1绘制立方体,给立方体添加国际象棋棋盘纹理;(2使用键盘的上下左右控制键旋转立方体:18.编程实现时钟运动内容:(1掌握动画基本原理;(2实现平面几何变换;功能要求:(1显示时钟三个时针,实现三根时针间的相互关系;(2通过右键菜单切换时钟背景与时针颜色;19.实现皮球运动动画内容:(1掌握动画基本原理;(2圆的绘制;功能要求:圆皮球从某竖直高度以横向速度抛出,落地,弹起,最终静止。设弹起后所能上升的高度为上一次最大高度的4/5,实现运动轨迹动画;20.实现太阳系运行动画内容:(1掌握动画基本原理;(2实现三维几何变换及其组合;功能要求:(1利用glutWireSphere创建太阳、地球、月亮三个球体;(2编写三维旋转变换矩阵实现“月亮绕着地球转,地球绕着太阳转”的效果;21.动态造型系统内容:(1掌握橡皮筋技术绘制直线、圆;(2掌握图形对象的拾取技术;功能要求:(1实现橡皮筋技术绘制直线与圆;(2设置两种状态:绘图与编辑。编辑状态下实现鼠标左键对直线与圆的拾取,按住鼠标左键可以拖动选择对象使其能平移;22.点在凸多边形内外判定内容:掌握点在凸多边形内外判定原理与方法;功能要求:(1使用鼠标指定一组点来定义凸多边形;(2使用鼠标指定测试点;(3根据测试结果输出“在内部”或“在外部”