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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