計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)-Z-Buffer隱面算法的實(shí)現(xiàn)

1、棗 莊 學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題 目： Z-Buffer隱面算法的實(shí)現(xiàn) 姓 名： 秦云 學(xué) 號(hào)： 201012110128 專業(yè)班級(jí)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、2010級(jí)本1班 課 程： 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 指導(dǎo)教師： 燕孝飛 職稱： 講 師 完成時(shí)間： 2012年 12 月-2013年 1 月棗莊學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院制2012年12 月30日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和具體要求本次課程設(shè)計(jì)共分為2個(gè)部分。第一部分，通過(guò)本學(xué)期計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)習(xí)，對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的歷史、發(fā)展、研究方向、以及涉及的知識(shí)原理進(jìn)行概括性論述；第二部分，選取一個(gè)研究點(diǎn)，通過(guò)所學(xué)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)

2、一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以體現(xiàn)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的思想和原理即可。指導(dǎo)教師簽字： _ 日期： 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)成績(jī)：_ 指導(dǎo)教師簽字： 日期： 課程設(shè)計(jì)所需軟件、硬件等n 硬件環(huán)境：Iterl(R) Core(TM)2 Duo CPU，主頻2.31GHz；內(nèi)存3G； 硬盤(pán)320G以上；1024768顯示分辨率n 軟件環(huán)境： Visual C+ 6.0課程設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃起至日期工作內(nèi)容備注2012.12.4-2012.12.152012.12.16-2012.12.302012.12.31-2013.1.5選取課題系統(tǒng)設(shè)計(jì)撰寫(xiě)報(bào)告參考文獻(xiàn)、資料索引序號(hào)文獻(xiàn)、資料名稱編著者出版單位1孫家廣.計(jì)算機(jī)輔助幾何造型技術(shù).

3、北京:中國(guó)鐵道出版社, 2007.86-1322唐澤圣等.三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化.北京:清華大學(xué)出版社, 2005.106-1583吳建華.人機(jī)交互和多通道用戶界面M.北京：科學(xué)出版社，2009,123-145目 錄第1章 引言1第2章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史22.1 智能CAD22.2計(jì)算機(jī)美術(shù)與設(shè)計(jì)22.2.1 計(jì)算機(jī)美術(shù)的發(fā)展22.3計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)藝術(shù)32.3.1歷史的回顧32.4科學(xué)計(jì)算可視化42.5虛擬現(xiàn)實(shí)4第3章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究方向6第4章 Z-Buffer隱面算法的相關(guān)原理74.1 Z-Buffer隱面算法簡(jiǎn)介74.2 Z-Buffer隱面算法程序7第5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)代碼85.1坐

4、標(biāo)設(shè)置函數(shù)的相應(yīng)代碼85.2旋轉(zhuǎn)角度函數(shù)相應(yīng)代碼85.3多邊形填充9第6章 系統(tǒng)的運(yùn)行效果126.1運(yùn)行主界面126.2不同方向鍵的運(yùn)行效果13第7章 總結(jié)163第1章 引言計(jì)算機(jī)圖形學(xué)一個(gè)主要的目的就是要利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生令人賞心悅目的真實(shí)感圖形。為此，必須建立圖形所描述的場(chǎng)景的幾何表示，再用某種光照模型，計(jì)算在假想的光源、紋理、材質(zhì)屬性下的光照明效果。所以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與另一門(mén)學(xué)科計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系。事實(shí)上，圖形學(xué)也把可以表示幾何場(chǎng)景的曲線曲面造型技術(shù)和實(shí)體造型技術(shù)作為其主要的研究?jī)?nèi)容。同時(shí)，真實(shí)感圖形計(jì)算的結(jié)果是以數(shù)字圖像的方式提供的，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也就和圖像處理有著密切的關(guān)系。真實(shí)感

5、圖形繪制過(guò)程中，由于投影變換失去了深度信息，往往導(dǎo)致圖形的二義性。要消除這類二義性，就必須在繪制時(shí)消除被遮擋的不可見(jiàn)的線或面，習(xí)慣上稱之為消除隱藏線和隱藏面，或簡(jiǎn)稱為消隱，經(jīng)過(guò)消隱得到的投影圖稱為物體的真實(shí)圖形。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)狹義上是一種研究基于物理定律、經(jīng)驗(yàn)方法以及認(rèn)知原理，使用各種數(shù)學(xué)算法處理二維或三維圖形數(shù)據(jù)，生成可視數(shù)據(jù)表現(xiàn)的科學(xué)。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支領(lǐng)域與應(yīng)用方向，主要關(guān)注數(shù)字合成與操作視覺(jué)的圖形內(nèi)容。廣義上來(lái)看，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)不僅包含了從三維圖形建模、繪制到動(dòng)畫(huà)的過(guò)程，同時(shí)也包括了對(duì)二維矢量圖形 以及圖像視頻融合處理的研究。 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)經(jīng)過(guò)將近40年的發(fā)展，已進(jìn)入了較為成熟的發(fā)展

6、期。目前，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與加工，影視動(dòng)漫，軍事仿真，醫(yī)學(xué)圖像處理，氣象、地質(zhì)、財(cái)經(jīng)和電磁等的科學(xué)可視化等。由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在這些領(lǐng)域的成功運(yùn)用，特別是在迅猛發(fā)展的動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)中，帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)是目前各國(guó)優(yōu)先發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)，具有高科技、高投入與高產(chǎn)出等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2009年3月，美國(guó)動(dòng)畫(huà)夢(mèng)工廠所拍攝的三維動(dòng)畫(huà)片怪物史萊克II在預(yù)算為1.5億美元的情況下，獲得了超過(guò)9.2億的全球累計(jì)票房。而我國(guó)在2008年度共制作完成的國(guó)產(chǎn)電視動(dòng)畫(huà)片249部，計(jì)131042分鐘，與2007年度相比增加了近28%。另一方面，由于這些領(lǐng)域應(yīng)用的推動(dòng)，也給計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展提供了新的

7、發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。第2章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史2.1 智能CADCAD 的發(fā)展也顯現(xiàn)出智能化的趨勢(shì),就目前流行的大多數(shù)CAD軟件來(lái)看,主要功能是支持產(chǎn)品的后續(xù)階段一一工程圖的繪制和輸出，產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能相對(duì)薄弱,利用AutoCAD最常用的功能還是交互式繪圖,如果要想進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),最基本的是要其中的AutoLis語(yǔ)言編寫(xiě)程序，有時(shí)還要用其他高級(jí)語(yǔ)言協(xié)助編寫(xiě)，很不方便。而新一代的智能CAD系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)程。例如，德國(guó)西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的Sigraph Design軟件可以實(shí)現(xiàn)如下功能：從一開(kāi)始就可以用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)草圖，不必耗時(shí)費(fèi)力的輸入精確的坐標(biāo)點(diǎn)，能隨心所欲的修改,一旦結(jié)構(gòu)確定，給

8、出正確的尺寸即得到滿意的圖紙;這個(gè)軟件中具有關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),當(dāng)你改變圖紙的局部,相關(guān)部分自動(dòng)變化，在一個(gè)視圖上的修改，其他視圖自動(dòng)修改,甚至改變一個(gè)零件圖,相關(guān)的其它零件圖以及裝配圖的相關(guān)部分自動(dòng)修改：在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域中,有一些常用件和標(biāo)準(zhǔn)件,因此,希望有一個(gè)參數(shù)化圖庫(kù)。而Sigraph不用編程只需畫(huà)一遍圖就能建成自己的圖庫(kù)；Sigraph還可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)模擬用于觀察設(shè)計(jì)的裝置在實(shí)際運(yùn)行中是否合理等等。智能CAD的另一個(gè)領(lǐng)域是工程圖紙的自動(dòng)輸入與智能識(shí)別，隨著CAD技術(shù)的迅速推廣應(yīng)用，各個(gè)工廠、設(shè)計(jì)院都需將成千上萬(wàn)張長(zhǎng)期積累下來(lái)的設(shè)計(jì)圖紙快速而準(zhǔn)確輸入計(jì)算機(jī)，作為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)資料。多年

9、來(lái)，CAD 中普遍采用的圖形輸入方法是圖形數(shù)字化儀交互輸入和鼠標(biāo)加鍵盤(pán)的交互輸入方法很難適應(yīng)工程界大量圖紙輸入的迫切需要。因此， 基于光電掃描儀的圖紙自動(dòng)輸入方法已成為國(guó)內(nèi)外CAD工作者的努力探索的新課題。但由于工程圖的智能識(shí)別涉及到計(jì)算機(jī)的硬件、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、模式識(shí)別及人工智能等高新技術(shù)內(nèi)容，使得研究工作的難點(diǎn)較大。工程圖的自動(dòng)輸入與智能識(shí)別是兩個(gè)密不可分的過(guò)程，用掃描儀將手繪圖紙輸入到計(jì)算機(jī)后，形成的是點(diǎn)陣圖象。2.2計(jì)算機(jī)美術(shù)與設(shè)計(jì)2.2.1 計(jì)算機(jī)美術(shù)的發(fā)展 1952年美國(guó)的Ben Laposke用模擬計(jì)算機(jī)做的波型圖電子抽象畫(huà)預(yù)示著電腦美術(shù)的開(kāi)始(比計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的正式確立還要早)。計(jì)

10、算機(jī)美術(shù)的發(fā)展可分為三個(gè)階段： (1)早期探索階段(1952 1968年)主創(chuàng)人員大部分為科學(xué)家和工程師，作品以平面幾何圖形為主。1963年美國(guó)計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化雜志開(kāi)始舉辦年度“計(jì)算機(jī)美術(shù)比賽”。 代表作品：1960年Wiuiam Ferrter為波音公司制作的人體工程學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)模擬模擬飛行員在飛機(jī)中各種情況；1963年Kenneth Know Iton的打印機(jī)作品裸體。1967年日本GTG小組的回到方塊。 (2)中期應(yīng)用階段(1968年1983年)以1968年倫敦第一次世界計(jì)算機(jī)美術(shù)大展一“控制論珍寶 (Cybernehic Serendipity1為標(biāo)志，進(jìn)入世界性研究與應(yīng)用階段；計(jì)算機(jī)與計(jì)

11、算機(jī)圖形技術(shù)逐步成熟， 一些大學(xué)開(kāi)始設(shè)置相關(guān)課題， 出現(xiàn)了一些CAD應(yīng)用系統(tǒng)和成果， 三維造型系統(tǒng)產(chǎn)生并逐漸完善。代表作品：1983年美國(guó)IBM 研究所Richerd Voss設(shè)計(jì)出分形山。(3)應(yīng)用與普及階段(1984年現(xiàn)在)以微機(jī)和工作站為平臺(tái)的個(gè)人計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)逐漸走向成熟， 大批商業(yè)性美術(shù)(設(shè)計(jì))軟件面市； 以蘋(píng)果公司的MAC 機(jī)和圖形化系統(tǒng)軟件為代表的桌面創(chuàng)意系統(tǒng)被廣泛接受，CAD成為美術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要組成部分。代表作品：1990年Jefrey Shaw的交互圖形作品“易讀的城市f The legible city”。2.3計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)藝術(shù)2.3.1歷史的回顧 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)的發(fā)展是和

12、許多其它學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)的。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)繪畫(huà)、計(jì)算機(jī)音樂(lè)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、電影技術(shù)、電視技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)等眾多學(xué)科的最新成果都對(duì)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)的研究和發(fā)展起著十分重要的推動(dòng)作用50年代到60年代之間，大部分的計(jì)算機(jī)繪畫(huà)藝術(shù)作品都是在打印機(jī)和繪圖儀上產(chǎn)生的。一直到60年代后期，才出現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)顯示點(diǎn)陣的特性，通過(guò)精心地設(shè)計(jì)圖案來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)藝術(shù)創(chuàng)造的活動(dòng)。 70年代開(kāi)始計(jì)算機(jī)藝術(shù)走向繁榮和成熟 1973 年，在東京索尼公司舉辦了“首屆國(guó)際計(jì)算機(jī)藝術(shù)展覽會(huì)”80年代至今，計(jì)算機(jī)藝術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象 在代表計(jì)算機(jī)圖形研究最高水平的歷屆SIGGRAPH年會(huì)上，精彩的計(jì)算

13、機(jī)藝術(shù)作品層出不窮。另外，在此期間的奧斯卡獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)名單中，采用計(jì)算機(jī)特技制作電影頻頻上榜，大有舍我其誰(shuí)的感覺(jué)。在中國(guó)，首屆計(jì)算機(jī)藝術(shù)研討會(huì)和作品展示活動(dòng)于1995年在北京舉行。它總結(jié)了近年來(lái)計(jì)算機(jī)藝術(shù)在中國(guó)的發(fā)展，對(duì)未來(lái)的工作起到了重要的推動(dòng)作用。 2.3.2在電影特技中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的一個(gè)重要應(yīng)用就是制作電影特技 可以說(shuō)電影特技的發(fā)展和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的發(fā)展是相互促進(jìn)的。1987年由著名的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)專家塔爾曼夫婦領(lǐng)導(dǎo)的MIRA 實(shí)驗(yàn)室制作了一部七分鐘的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)片相會(huì)在蒙特利爾 再現(xiàn)了國(guó)際影星瑪麗蓮夢(mèng)露的風(fēng)采。1988年，美國(guó)電影誰(shuí)陷害了兔子羅杰 (Who Framed Roger Rabbit

14、?)中二維動(dòng)畫(huà)人物和真實(shí)演員的完美結(jié)合，令人瞠目結(jié)舌、嘆為觀止 其中用了不少計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)處理。1991年美國(guó)電影終結(jié)者II：世界末日展現(xiàn)了奇妙的計(jì)算機(jī)技術(shù)。此外，還有侏羅紀(jì)公園(Jurassic Park)、獅子王、玩具總動(dòng)員(Toy Story)等。2.4科學(xué)計(jì)算可視化科學(xué)計(jì)算的可視化是發(fā)達(dá)國(guó)家八十年代后期提出并發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，它將科學(xué)計(jì)算過(guò)程中及計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為幾何圖形及圖象信息在屏幕上顯示出來(lái)并進(jìn)行交互處理，成為發(fā)現(xiàn)和理解科學(xué)計(jì)算過(guò)程中各種現(xiàn)象的有力工具。 1987年2月英國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)在華盛頓召開(kāi)了有關(guān)科學(xué)計(jì)算可視化的首次會(huì)議。會(huì)議一致認(rèn)為“將圖形和圖象技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算是

15、一個(gè)全新的領(lǐng)域” 科學(xué)家們不僅需要分析由計(jì)算機(jī)得出的計(jì)算數(shù)據(jù)，而且需要了解在計(jì)算機(jī)過(guò)程中數(shù)據(jù)的變化。會(huì)議將這一技術(shù)定名為“科學(xué)計(jì)算可視化(Visualization in Scientific Computing)”?？茖W(xué)計(jì)算可視化將圖形生成技術(shù)圖象理解技術(shù)結(jié)合在一起， 它即可理解送入計(jì)算機(jī)的圖象數(shù)據(jù)也可以從復(fù)雜的多維數(shù)據(jù)中產(chǎn)生圖形。它涉及到下列相互獨(dú)立的幾個(gè)領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖象處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及交互技術(shù)等?？茖W(xué)計(jì)算可視按其實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)分，可以分為三個(gè)檔次：(1)結(jié)果數(shù)據(jù)的后處理；(2)結(jié)果數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)跟蹤處理及顯示；(3)結(jié)果數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示及交互處理。2.5虛擬現(xiàn)實(shí)“虛擬現(xiàn)

16、實(shí)”(Virtual Reality)- 詞是由美國(guó)噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室(VPL)的創(chuàng)始人拉尼爾(Jaron Lanier)首先提出的 在克魯格(Myren Kruege)70年代中早期實(shí)驗(yàn)里被稱為 人工現(xiàn)實(shí)”(Artificial reality)；而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小說(shuō)Neuremanccr里，又被稱為“可控空間”(Cyberspaee)。虛擬現(xiàn)實(shí)， 也育人稱之為虛擬環(huán)境(Virtual Environment)是美國(guó)國(guó)家航空和航天局及軍事部門(mén)為模擬而開(kāi)發(fā)的一門(mén)高新技術(shù) 它利用計(jì)算機(jī)圖形產(chǎn)生器，位置跟蹤器，多功能傳感器和控制器等有效地模擬實(shí)際場(chǎng)景和情

17、形，從而能夠使觀察者產(chǎn)生一種真實(shí)的身臨其境的感覺(jué)虛擬環(huán)境由硬件和軟件組成，硬件部分主要包括：傳感器(Sensors)、印象器(Efeeter)和連接侍感器與印象器 產(chǎn)生模擬物理環(huán)境的特殊硬件。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的軟件需完成以下三個(gè)功能：建立作用器(Actors)以及物體的外形和動(dòng)力學(xué)模型：建立物體之間以及周圍環(huán)境之間接照牛頓運(yùn)動(dòng)定律所決定的相互作用；描述周圍環(huán)境的內(nèi)容特性 。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要研究用計(jì)算機(jī)模擬（構(gòu)造）三維圖形空間，并使用戶能夠自然地與該空間進(jìn)行交互。它涉及很多科學(xué)的知識(shí)，對(duì)三維圖形處理技術(shù)的要求特別高。簡(jiǎn)單的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)早在70年代便被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，訓(xùn)練駕駛員。8

18、0年代后隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的提高，它也得到重視并迅速發(fā)展。目前它已在航空航天、醫(yī)學(xué)、教育、藝術(shù)、建筑等領(lǐng)域得到初步的應(yīng)用。例如，1997年7月，美國(guó)航天局的旅居者號(hào)火星車著陸距地球約1.9億公里的火星。這輛在火星表面緩慢爬行的小車中并沒(méi)有駕駛員，它是由地球上的工程師通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)操縱的。第3章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究方向計(jì)算機(jī)圖形學(xué)經(jīng)過(guò)將近40年的發(fā)展，已進(jìn)入了較為成熟的發(fā)展期。目前，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與加工，影視動(dòng)漫，軍事仿真，醫(yī)學(xué)圖像處理，氣象、地質(zhì)、財(cái)經(jīng)和電磁等的科學(xué)可視化等。由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在這些領(lǐng)域的成功運(yùn)用，特別是在迅猛發(fā)展的動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)中，帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)

19、是目前各國(guó)優(yōu)先發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)，具有高科技、高投入與高產(chǎn)出等特點(diǎn)。 從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)目前學(xué)科發(fā)展來(lái)看，有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)： （1）與圖形硬件的發(fā)展緊密結(jié)合，突破實(shí)時(shí)高真實(shí)感、高分辨率渲染的技術(shù)難點(diǎn)。（2） 研究和諧自然的三維模型建模方法。（3） 利用日益增長(zhǎng)的計(jì)算性能，實(shí)現(xiàn)具有高度物理真實(shí)的動(dòng)態(tài)仿真。（4） 研究多種高精度數(shù)據(jù)獲取與處理技術(shù)，增強(qiáng)圖形技術(shù)的表現(xiàn)。（5） 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖像視頻處理技術(shù)的結(jié)合。（6） 從追求絕對(duì)的真實(shí)感向追求與強(qiáng)調(diào)圖形的表意性轉(zhuǎn)變第4章 Z-Buffer隱面算法的相關(guān)原理4.1 Z-Buffer隱面算法簡(jiǎn)介 在這個(gè)算法里，不僅需要有幀緩存來(lái)存放每個(gè)像素的顏色值，還需要

20、有一個(gè)深度緩存來(lái)存放每一個(gè)像素的深度值。Z緩沖器中每個(gè)單元的值是對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)所反映對(duì)象的z坐標(biāo)值，初值取z的極小值；幀緩沖器每個(gè)單元的初值可放對(duì)應(yīng)背景顏色的值。圖形消隱的過(guò)程就是給幀緩沖器和Z緩沖器中相應(yīng)過(guò)程填值得過(guò)程。在把顯示對(duì)象的每個(gè)面上每一點(diǎn)的屬性（顏色或灰度）值填入幀緩沖器相應(yīng)單元前，要把這點(diǎn)的z坐標(biāo)值和Z緩沖器中相應(yīng)單元的值進(jìn)行比較，只有前者大于后者時(shí)才改變幀緩沖器的該單元的值，同時(shí)Z緩沖器中相應(yīng)單元的值也要改成這點(diǎn)的z坐標(biāo)值。如果這點(diǎn)的z坐標(biāo)值小于Z緩沖器中的值，則說(shuō)明對(duì)應(yīng)像素已經(jīng)顯示了對(duì)象上一個(gè)點(diǎn)的屬性，改點(diǎn)要比考慮的點(diǎn)更接近觀察點(diǎn)。對(duì)顯示對(duì)象的每個(gè)面上的每個(gè)點(diǎn)都進(jìn)行上述處理后，便

21、可得到消隱了隱藏面的圖。4.2 Z-Buffer隱面算法程序 Z-Buffer（） 幀緩存全置為背景色； 深度緩存全置為最小Z值； for(每一個(gè)多邊形) 掃描轉(zhuǎn)換該多邊形； for(該多邊形所覆蓋的每個(gè)像素(x,y) 計(jì)算該多邊形在該像素的深度值Z(x,y) ; if (Z(x,y)大于Z緩存在（x,y）的值) 把Z（x,y）存入Z緩存中的（x,y）; 把多邊形在（x,y）處的顏色值存入幀緩存的（x,y）處； Z-Buffer算法在像素級(jí)上以近物取代遠(yuǎn)物，形體在屏幕上的出現(xiàn)順序是無(wú)關(guān)緊要的，這種取代算法有利于硬件實(shí)現(xiàn)。第5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)代碼5.1坐標(biāo)設(shè)置函數(shù)的相應(yīng)代碼該函數(shù)代碼如下：vo

22、id CTestView:ZBuffer(CRect Rect;GetClientRect(&Rect);CClientDC dc(this);dc.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);/自定義坐標(biāo)系dc.SetWindowExt(Rect.Width(),Rect.Height();dc.SetViewportExt(Rect.right,-Rect.bottom);/x軸垂直向右，y軸垂直向上dc.SetViewportOrg(Rect.right/2,Rect.bottom/2);/屏幕中心為圓心CDCMemDC;MemDC.CreateCompatibleDC(Get

23、DC();MemDC.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);MemDC.SetWindowExt(Rect.Width(),Rect.Height();MemDC.SetViewportExt(Rect.right,-Rect.bottom);MemDC.SetViewportOrg(Rect.right/2,Rect.bottom/2);CBitmap Bitmap,*OldBitmap;Bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP2);OldBitmap=MemDC.SelectObject(&Bitmap);MemDC.BitBlt(-Rect.right/2

24、,-Rect.bottom/2,Rect.Width(),Rect.Height(),&Picture,-Rect.right/2,-Rect.bottom/2,SRCCOPY);m_Paint(&MemDC);dc.BitBlt(-Rect.right/2,-Rect.bottom/2,Rect.right,Rect.bottom,&MemDC,-Rect.right/2,-Rect.bottom/2,SRCCOPY);MemDC.SelectObject(OldBitmap);5.2旋轉(zhuǎn)角度函數(shù)相應(yīng)代碼該函數(shù)代碼如下：void CTestView:Angle()/將Boxx方向旋轉(zhuǎn)m_An

25、gleX度,y方向旋轉(zhuǎn)m_AngleY度f(wàn)or(int i=0;inext)/訪問(wèn)所有桶結(jié)點(diǎn)for(CurrentE=CurrentB-p;CurrentE!=NULL;CurrentE=CurrentE-next)/訪問(wèn)桶中排序前的邊結(jié)點(diǎn) Edge *TEdge=new Edge;TEdge-x=CurrentE-x;TEdge-yMax=CurrentE-yMax;TEdge-k=CurrentE-k;TEdge-next=NULL;AddAet(TEdge);/將該邊插入臨時(shí)Aet表 AetOrder();/使得Aet表按照x遞增的順序存放 T1=HeadE;/根據(jù)ymax拋棄掃描完的邊

26、結(jié)點(diǎn) if(T1=NULL) return;while(CurrentB-ScanLine=T1-yMax)/放棄該結(jié)點(diǎn)，Aet表指針后移 T1=T1-next;HeadE=T1;if(HeadE=NULL) return; if(T1-next!=NULL) T2=T1;T1=T2-next;while(T1!=NULL) if(CurrentB-ScanLine=T1-yMax)/跳過(guò)一個(gè)結(jié)點(diǎn) T2-next=T1-next;T1-next=NULL;T1=T2-next; else T2=T1;T1=T2-next;BOOL In=false;/設(shè)置一個(gè)BOOL變量In，初始值為假double xb,xe;/掃描線的起點(diǎn)和終點(diǎn)for(T1=HeadE;T1!=NULL;T1=T1-next)/填充掃描線和多邊形相交的區(qū)間 if(In=false) xb=T1-x; CurDeep=-(xb*A+CurrentB-ScanLine*B+D)/C;/z=-(Ax+By-D)/CIn=true;/每訪問(wèn)一個(gè)結(jié)點(diǎn),把In值取反一次else/如果In值為真，則填充從當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的x值開(kāi)始到下一結(jié)點(diǎn)的x值結(jié)束的區(qū)間 xe=T1-x;for(double x=xb