2011计算机图形学实验指导书

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2011计算机图形学实验指导书

图形学

计算机图形学实验指导书

计算机科学与技术系

2011年6月

图形学

实验一：图形填充和剪裁 ........................................................................ 1

实验二：曲线和曲面的绘制 .................................................................... 2

实验三：真实感图形绘制 ........................................................................ 4 附录 Borland C++ 图形(BGI)函数简介 ............................................................ 7

图形学

实验一：图形填充和剪裁

一、实验目的

1．理解和掌握二维图形区域单色填充的原理和算法；

2．理解和掌握剪裁图形的原理和算法。

二、实验内容

1．以多边形为对象,选择种子填充或扫描填充算法, 设计和实现多边形的单

色填充；

2．设计多边形裁剪的算法和程序，并能演示裁剪过程。

三、实验设备及工具

1．硬件：PC机Pentium100以上。

2．软件：Win2000或WinXP、BC++、VC++或OpenGL开发环境。

四、实验说明

1．使用种子填充算法或扫描线填充算法填充任一多边形区域，多边形的顶

点数和各顶点x,y坐标可由终端输入。对于种子填充算法要输入种子象素的x,y坐标。对于扫描线填充算法要输入扫描线间距。

2．使用编码法裁剪二维线段或逐边裁剪算法裁剪多边形，并编程。输入裁

剪窗口的四条边坐标。对于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要输入多边形的顶点数及各顶点x,y坐标。

五、实验步骤

1．设计要填充的图形；

2．选择填充算法；

3．编程实现并观察效果。有兴趣的同学可以对不同填充方法进行比较。

4．选择裁剪算法；

图形学

5．编程实现并观察效果。有兴趣的同学可以对不同填充方法进行比较。

六、实验类型

验证性实验。

七、实验学时

3学时。

八、考核方式

本实验总分为5分，具体评分标准如下：

5分：实验准备充分，上机准时，能独立编写和调试程序，结果正确，实验报告内容齐全，格式规范。

4分：实验准备良好，上机准时，能在教师指导下顺利编写和调试程序，结果较正确，实验报告内容比较齐全，格式比较规范。

3分：实验准备较好，上机准时，基本完成实验任务，实验报告内容基本齐备，结果基本正确。

2分：程序功能模块基本完整，但没有完成程序调试，无实验结果，提交了实验报告且有重大缺陷。

1分：程序功能模块不完整，有重大问题，没有完成程序调试，无实验结果，提交的实验报告有重大缺陷。

0分：没有参加实验，没有提交实验报告。

九、思考题

1．凸多边形和凹多边形在剪裁中会遇到什么不同的问题？

2．多边形的图案填充应注意哪些问题?

3．画笔软件中的填充采用的是什么方法?

4．三维剪裁应考虑哪些问题？

实验二：曲线和曲面的绘制

一、实验目的

1．了解曲线、曲面的性质、定义、表示方法及参数形式；

图形学

2．理解插值和逼近样条的概念；

3．掌握连续性条件；

4．掌握Bezier及NURBS曲线、曲面生成方法。

二、实验内容

可选择下面任意一项完成。

1．采用贝塞尔曲线、曲面绘制自行设计的图形；

2．采用NURBS曲线、曲面绘制自行设计的图形。

三、实验设备及工具

1．硬件：PC机Pentium100以上。

2．软件：Win2000或WinXP、BC++、VC++或OpenGL开发环境。

四、实验提示

本次实验是设计性实验，可综合运用所学知识，把实验内容当成产品设计，注意曲线和曲面的光滑连续，可考虑光照和着色。

五、实验要求

1. 设计要求

绘制n次Bezier曲线时，应可以输入控制点个数及控制点x,y坐标，输入数据可以放到文本文件中，以便调试。对于三次Bezier曲线，用多个曲线段拼接而成，并且要求曲线一阶导数连续。绘制Bezier曲面时，应可以输入控制多面体的顶点坐标与曲线的间距。

绘制NURBS曲线时，应可以输入控制曲线顶点坐标及权因子；绘制NURBS曲面时，可以输入控制曲面的顶点坐标与权因子。

2. 关于设计性报告的书写：

（1）请在实验报告中写明实验内容和要求，详细阐述解决问题的思路和方法；

（2）分析有哪些可选方案，采用目前方案的原因和理由；

（3）讲明选择了哪种语言进行设计，其优势在哪里；

（4）若对算法有所改进或思考，也请加以阐述；

（5）解释在程序设计中采用的哪种数据结构，其优点是什么？

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