工作報告之計算機(jī)圖形學(xué)實驗報告

計算機(jī)圖形學(xué)實驗報告【篇一：計算機(jī)圖形學(xué)實驗報告及代碼】第1章概述一、教學(xué)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解計算機(jī)圖形學(xué)的基本概念、研究內(nèi)容；當(dāng)前的發(fā)展概況；本門課程的特點(diǎn)和應(yīng)用。二、教學(xué)要求1.了解計算機(jī)圖形學(xué)的概念和研究內(nèi)容；2.了解本門課程的發(fā)展概況。三、教學(xué)內(nèi)容提要1.計算機(jī)圖形學(xué)的研究內(nèi)容2.計算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展概況3.計算機(jī)圖形學(xué)特點(diǎn)和應(yīng)用4.計算機(jī)圖形學(xué)當(dāng)前研究的課題5.計算機(jī)圖形生成和輸出的流水線四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法本章將主要圍繞計算機(jī)圖形學(xué)的基本概念進(jìn)行介紹，介紹研究內(nèi)容；當(dāng)前的發(fā)展概況；本門課程的特點(diǎn)和應(yīng)用等等。五、課時安排2學(xué)時六、教學(xué)設(shè)備多媒體七、檢測教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)程度的具體措施和要求通過課堂提問的方式來檢測學(xué)生對基本概念的掌握程度。八、教學(xué)內(nèi)容1.1計算機(jī)圖形學(xué)的研究內(nèi)容計算機(jī)圖形學(xué)(computergraphics):研究通過計算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，并在專用顯示設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù)的學(xué)科。計算機(jī)圖形表現(xiàn)形式(1).線條式(線框架圖)用線段來表現(xiàn)圖形，容易反映客觀實體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如各類工程技術(shù)中結(jié)構(gòu)圖的表示，機(jī)械設(shè)計中零件結(jié)構(gòu)圖及電路設(shè)計中的電路原理圖等。具有面模型、色彩、濃淡和明暗層次效應(yīng)，適合表現(xiàn)客觀實體的外形或外貌，如汽車、飛機(jī)、輪船等的外形設(shè)計以及各種藝術(shù)品造型設(shè)計等。(2).真實感面模型圖形跑車靚照計算機(jī)圖形分類（空間）(1).二維圖形（2d）：在平面坐標(biāo)系中定義的圖形(2).三維圖形（3d）：在三維坐標(biāo)系中定義的圖形計算機(jī)圖形產(chǎn)生方法(1).矢量法(短折線法)任何形狀的曲線都用許多首尾相連的短直線（矢量）逼近。(2).描點(diǎn)法(像素點(diǎn)串接法)每一曲線都是由一定大小的像素點(diǎn)組成計算機(jī)繪圖方式：(1)交互式繪圖允許操作者以某種方式（對話方式或命令方式）來控制和操縱圖形生成過程，使得圖形可以邊生成、邊顯示、邊修改，直至符合要求為止。如autocad等(2)被動式繪圖圖形在生成過程中，操作者無法對圖形進(jìn)行操作和控制。如c語言繪圖圖形的操作與處理方法（picturemanipulation）如圖形的開窗、裁剪、平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、投影等各種幾何變換操作的方法及其軟件或硬件實現(xiàn)技術(shù)。圖形信息的存儲，檢索與交換技術(shù)：如圖形信息的各種表示方法、組織形式、存取技術(shù)、圖形數(shù)據(jù)庫的管理、圖形信息通信等。人機(jī)交互及用戶接口技術(shù)：如新型定位設(shè)備、選擇設(shè)備的研究；各種交互技術(shù)，如構(gòu)造技術(shù)、命令技術(shù)、選擇技術(shù)、響應(yīng)技術(shù)等的研究，以及用戶模型、命令語言、反饋方法、窗口系統(tǒng)等用戶接口技術(shù)的研究。1.2計算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展概況60年代中期美國、英國、法國的一些汽車、飛機(jī)制造業(yè)大公司對計算機(jī)圖形學(xué)開展大規(guī)模研究。60年代后期出現(xiàn)了存儲管式顯示器，可以進(jìn)行簡單交互。1.3計算機(jī)圖形學(xué)特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)：1.計算機(jī)產(chǎn)生的圖形有規(guī)律、光滑。它是按數(shù)學(xué)方法產(chǎn)生的，規(guī)矩整齊，有著像數(shù)學(xué)一樣的嚴(yán)格性。2.計算機(jī)產(chǎn)生的圖形純凈美觀、無噪聲干擾。3.通過計算機(jī)產(chǎn)生的圖形不僅能描繪客觀世界的各種對象，也能描繪純粹是想像的主觀世界中的各種對象。4.交互式計算機(jī)圖形顯示可由用戶控制，產(chǎn)生的圖形可修改性強(qiáng)，且速度快、差錯少。應(yīng)用領(lǐng)域：1.計算機(jī)輔助設(shè)計(cad)和計算機(jī)輔助制造(cam)計算機(jī)圖形學(xué)被用來進(jìn)行土建工程、機(jī)械結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的設(shè)計，包括設(shè)計飛機(jī)、汽車、船舶的外形和發(fā)電廠、化工廠等的布局，也能夠?qū)﹄娮泳€路或電子器件進(jìn)行設(shè)計。2.事務(wù)管理中交互式繪圖繪制事務(wù)管理中的各種圖形，如統(tǒng)計數(shù)據(jù)的二維及三維圖形、直方圖、線條圖、表示百分比的扇形圖等等，還可繪制工作進(jìn)程圖，庫（1）形體設(shè)計和分析方法的程序庫，描述形體的圖形數(shù)據(jù)庫。（2）坐標(biāo)的平移、旋轉(zhuǎn)、投影、透視等幾何變換程序庫的數(shù)據(jù)庫。（3）曲線、曲面生成和圖形相互關(guān)系的檢測庫。2.存儲功能在計算機(jī)內(nèi)存儲器和外存儲器中，應(yīng)能存放各種形體的幾何數(shù)據(jù)及形體之間相互關(guān)系，可實現(xiàn)對有關(guān)數(shù)據(jù)的實時檢索以及保存對圖形的刪除、增加、修改等信息。3.輸入功能由圖形輸入設(shè)備將所設(shè)計的圖形形體的幾何參數(shù)（例如大小、位置等）和各種繪圖命令輸入到圖形系統(tǒng)中。4.輸出功能圖形系統(tǒng)應(yīng)有文字、圖形、圖像信息輸出功能。在顯示屏幕上顯示設(shè)計過程當(dāng)前的狀態(tài)以及經(jīng)過圖形編輯后的結(jié)果。同時還能通過繪圖儀、打印機(jī)等設(shè)備實現(xiàn)硬拷貝輸出，以便長期保存。5.對話功能可通過顯示器或其他人－機(jī)交互設(shè)備直接進(jìn)行人－機(jī)通信，對計算結(jié)果和圖形，利用定位、拾取等手段進(jìn)行修改，同時對設(shè)計者或操作員執(zhí)行的錯誤給予必要的提示和幫助。為了實現(xiàn)以上功能，對圖形系統(tǒng)的硬件性能要求是：1.處理速度圖形系統(tǒng)的處理速度既與圖形系統(tǒng)硬件有關(guān)，也與圖形軟件的圖形處理算法有關(guān)。2.存儲容量存儲容量包括三部分：內(nèi)存儲容量、顯存、外部存儲容量和顯示緩沖區(qū)容量。3.處理精度處理精度主要是指圖形采集輸入質(zhì)量和顯示輸出質(zhì)量：這里主要指圖形分辨率、圖形色彩的顯示等。而且很大一部分與所采用的圖形處理軟件有關(guān)。三.圖形系統(tǒng)分類及硬件工作平臺要求1.計算機(jī)圖形系統(tǒng)的分類根據(jù)其硬件配置和信息傳遞方式分為:(1)脫機(jī)繪圖系統(tǒng)將輸入圖形數(shù)據(jù)在主機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理將圖形處理后的圖形數(shù)據(jù)送入中間介質(zhì)，用磁盤或磁帶控制繪圖輸出機(jī)輸出圖形脫機(jī)繪圖系統(tǒng)是將圖形數(shù)據(jù)和圖形輸出分別進(jìn)行處理，避免計算機(jī)處于等待狀態(tài)，加快計算機(jī)的工作效率。(2)聯(lián)機(jī)繪圖系統(tǒng)將輸入圖形數(shù)據(jù)在主機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理計算機(jī)將圖形處理信息直接送給繪圖機(jī)輸出圖形，不需要中間介質(zhì)（磁盤或磁帶）傳遞繪圖信息，處理時間縮短了。但由于繪圖機(jī)是機(jī)械速度，這樣造成了計算機(jī)對繪圖機(jī)等待，降低了計算機(jī)工作效率。(3)交互式繪圖系統(tǒng)繪圖系統(tǒng)將處理結(jié)果輸出到圖形終端（圖形顯示器）或圖形工作站。用戶對所顯示圖形還可用定位、拾取和描繪等設(shè)備進(jìn)行編輯和標(biāo)注等。2.計算機(jī)圖形系統(tǒng)的硬件工作平臺目前，計算機(jī)圖形系統(tǒng)的硬件平臺有如下幾種:(1).微型計算機(jī)（簡稱微機(jī)）隨著微型計算機(jī)性能進(jìn)一步提高，用微型計算機(jī)實現(xiàn)三維形體的設(shè)計及顯示能力在不斷提高。(2).工作站實際上是一類超級微型計算機(jī)，該系統(tǒng)主要用于工程設(shè)計，為研究、開發(fā)提供一整套軟硬件工作環(huán)境支持。工作站是具有高速的科學(xué)計算、豐富的圖形處理、靈活的窗口及網(wǎng)絡(luò)管理功能的交互式計算機(jī)系統(tǒng)。美國的sun、sgi、hp、dec、ibm等公司均生產(chǎn)此類產(chǎn)品。(3).中、小型計算機(jī)一般在特定的部門、單位和應(yīng)用領(lǐng)域中采用此類環(huán)境。它是大型信息系統(tǒng)建立的重要環(huán)境，這種環(huán)境中信息和數(shù)據(jù)的處理量是很大的，要求機(jī)器有極高的處理速度和極大的存儲容量。(4).大型機(jī)以大型計算機(jī)為基礎(chǔ)，具有容量龐大的存儲器和極強(qiáng)的計算功能,大量的顯示終端及高精度、大幅面的硬拷貝設(shè)備。還往往擁有自行開發(fā)的、功能齊全的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。例如，美國第三大汽車公司（chrysler汽車公司）就擁有龐大的計算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計、實體造型、結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動模擬、工程和科學(xué)計算、項目管理、生產(chǎn)過程控制等。(5).計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將上述四類計算機(jī)平臺，或者其中某一類通過某種互聯(lián)技術(shù)彼此連接，按照某種通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)處理的多機(jī)工作環(huán)境。它的特點(diǎn)是多種計算機(jī)相連，可以充分發(fā)揮各個機(jī)器的性能和特點(diǎn)，以達(dá)到很高的性能價格比。網(wǎng)絡(luò)圖形系統(tǒng)要考慮的關(guān)鍵問題是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的性能，圖形數(shù)據(jù)的通信、傳輸、共享以及圖形資源的利用問題。2.2計算機(jī)圖形顯示器1.crt單色顯示原理電子槍燈絲加熱陰極，陰極表面向外發(fā)射自由電子，控制柵控制自由電子是否向熒光屏發(fā)出，電子流在到達(dá)屏幕的途中，被加速、聚焦成很窄的電子束，由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生電子束的偏轉(zhuǎn)電場（或磁場），使電子束左右、上下偏轉(zhuǎn)，在指定時刻在屏幕指定位置上產(chǎn)生亮點(diǎn)。余輝時間：電子束離開光點(diǎn)后光點(diǎn)保持的時間?！酒河嬎銠C(jī)圖形學(xué)實驗報告】實驗報告實驗課程:計算機(jī)圖形學(xué)學(xué)生姓名：xxxx學(xué)號：專業(yè)班級：軟件2014年12月25日目錄i.實驗一矩陣變換ii.實驗二圖形繪制iii.實驗三曲線的生成算法實現(xiàn)iv.實驗四二維基本圖形生成的算法v.實驗五二維填充圖的生成算法實驗一矩陣變換實驗題目：實驗?zāi)康模赫莆請D形變換的幾何化表示的基本原理和方法；采用幾何化方法實現(xiàn)二維圖形的組合變換；算法思想：1、根據(jù)題意構(gòu)建新的坐標(biāo)系；構(gòu)成新坐標(biāo)系的兩條直線方程分別為：2、寫出新舊坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣txy_x＊y＊該矩陣就完成了新坐標(biāo)系下繞原點(diǎn)（原坐標(biāo)系下p點(diǎn)）的旋轉(zhuǎn)3、輸出原坐標(biāo)系下的線性變換矩陣：r=txy_x＊y＊ttr程序代碼：voidczhouview::pingyi(){cclientdcdc(this);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y);dc.moveto(m_npoint1.x+100,m_npoint1.y+100);dc.lineto(m_npoint2.x+100,m_npoint2.y+100);}voidczhouview::xuanzhuan(){cclientdcdc(this);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y);dc.moveto((m_npoint1.x*cos(0.5))-(m_npoint1.y*sin(0.5)),(m_npoint1.x*sin(0.5))+(m_npoint1.y*cos(0.5)));dc.lineto((m_npoint2.x*cos(0.5))-(m_npoint2.y*sin(0.5)),(m_npoint2.x*sin(0.5))+(m_npoint2.y*cos(0.5)));}voidczhouview::bili(){cclientdcdc(this);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y);dc.moveto(m_npoint1.x*2,m_npoint1.y*2);dc.lineto(m_npoint2.x*2,m_npoint2.y*2);}voidczhouview::xcq(){cclientdcdc(this);}voidczhouview::dc(){cclientdcdc(this);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y);dc.moveto(m_npoint1.y,m_npoint1.x);dc.lineto(m_npoint2.y,m_npoint2.x);}voidczhouview::ycq(){cclientdcdc(this);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y+100);}//onlbuttonup(uintnflags,cpointpoint)case8:pingyi();break;case9:xuanzhuan();break;case10:bili();break;case11:xcq();break;case12:ycq();break;case13:dc();break;dc.moveto(m_npoint1.y,m_npoint1.x);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x+100,m_npoint2.y);dc.lineto(m_npoint2.y,m_npoint2.x);}voidczhouview::ycq(){cclientdcdc(this);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y);dc.moveto(m_npoint1.x,m_npoint1.y);dc.lineto(m_npoint2.x,m_npoint2.y+100);}//onlbuttonup(uintnflags,cpointpoint)case8:pingyi();break;case9:xuanzhuan();break;case10:bili();break;case11:xcq();break;case12:ycq();break;case13:dc();break;代碼實現(xiàn)：【篇三：計算機(jī)圖形學(xué)實驗報告】計算機(jī)圖形學(xué)實驗報告姓名：學(xué)號：班級：實驗地點(diǎn)：實驗時間：謝云飛20112497計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)11-2班逸夫樓5072014.03實驗1直線的生成理解直線生成的原理；掌握典型直線生成算法；掌握步處理、分析實驗數(shù)據(jù)的能力；編程實現(xiàn)dda算法、bresenham中點(diǎn)算法；對于給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的直線，分別調(diào)用dda算法和bresenham中點(diǎn)算法進(jìn)行批量繪制，并記錄兩種算法的繪制時間；利用excel等數(shù)據(jù)分析軟件，將試驗結(jié)果編制成表格，并繪制折線圖比較兩種算法的性能。2實驗環(huán)境和工具開發(fā)環(huán)境：visualc++6.0實驗平臺：experiment_frame_one（自制平臺）。本實驗提供名為experiment_frame_one的平臺，該平臺提供基本繪制、設(shè)置、輸入功能，學(xué)生在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)mid_bresenham算法，并進(jìn)行分析。?平臺界面：如錯誤！未找到引用源。所示?設(shè)置：通過view-setting菜單進(jìn)入，如錯誤！未找到引用源。所示?輸入：通過view-input?菜單進(jìn)入.如錯誤！未找到引用源。所示?實現(xiàn)算法：?dda算法：voidcexperiment_frame_oneview::dda(intx0,inty0,intx1,inty1)mid_bresenham法：voidcexperiment_frame_oneview::mid_bresenham(intx0,inty0,intx1,inty1)3實驗結(jié)果3.1程序流程圖1）dda算法流程圖：開始定義兩點(diǎn)坐標(biāo)差dx，dy，以及epsl，計數(shù)k=0，描繪點(diǎn)坐標(biāo)x,y，x增量xincre，y增量yincre↓輸入兩點(diǎn)坐標(biāo)x1,y1,x0,y0↓dx=x1-x0,dy=y1-y0;＿＿＿＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿＿＿＿↓↓若|dx||dy|反之epsl=|dx|epsl=|dy|↓＿＿＿＿＿＿＿＿...＿＿＿＿＿＿＿＿↓↓xincre=dx/epsl;yincre=dy/epsl↓填充(強(qiáng)制整形)(x+0.5,y+0.5);↓←←←←橫坐標(biāo)x+xincre;縱坐標(biāo)y+yincre;↓↑若k=epsl→→→k++↓結(jié)束2）mid_bresenham算法流程圖開始↓定義整形dx,dy,判斷值d,以及upincre,downincre,填充點(diǎn)x,y↓輸入x0,y0,x1,y1＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿↓↓若x0x1反之x=x1;x1=x0;x0=x;x=x0;y=y1;y1=y0;y0=y;y=y0;↓＿＿＿＿＿＿..＿＿＿＿＿＿↓↓坐標(biāo)差dx=x1-x0;dy=y1-y0;判斷值d=dx-2*dy;upincre=2*dx-2*dy;downincre=-2*dy;↓填充點(diǎn)(x,y)，且x=x+1;＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿←←←↓↓↑若d0反之y=y+1,且d=d+upincred=d+downincre↓＿＿＿＿＿＿.＿＿＿＿