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
目 录
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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