计算机图形学实验报告

1、计算机图形学实验报告学号：20072115姓名：_班级：计算机2班指导老师：何太军2010.6.19实验一、 Windows 图形程序设计基础1、 实验目的1 ）学习理解 Win32 应用程序设计的基本知识（ SDK 编程）；2 ）掌握 Win32 应用程序的基本结构（消息循环与消息处理等） ；3 ）学习使用VC+编写Win32 Application的方法。4 ）学习MFC类库的概念与结构；5 ）学习使用VC+编写Win32应用的方法（单文档、多文档、对话框）；6 ）学习使用MFC的图形编程。2、实验内容1 ）使用 WindowsAPI 编写一个简单的 Win32 程序，调用绘图 API 函

2、数绘制若干图形。（可选任务）2 ）使用 MFC AppWizard 建立一个 SDI 程序，窗口内显示 "Hello,Thisis my first SDI Application"。（必选任务）3）利用MFCAppWizard（exe）建立一个SDI程序，在文档视口内 绘制基本图形（直线、圆、椭圆、矩形、多边形、曲线、圆弧、椭圆 弧、填 充、文字等），练习图形属性的编程 （修改线型、 线宽、颜色、 填充样式、文字样式等） 。定义图形数据结构 PointLineCircle 等 保存一些简单图形数据（在文档类中），并在视图类OnDraw中绘制。3、实验过程1) 使用MFC

3、AppWizard(exe)建立一个SDI程序，选择单文档；2) 在View类的On Draw ()函数中添加图形绘制代码，说出字 符串“ Hello,Thisis my first SDI Application”，另外实现各种颜色、各种边框的线、圆、方形、多边形以及圆弧的绘制；3) 在类视图中添加图形数据 poi nt_pp,pp_circle的类，保存简单图形数据，通过在 On Draw ()函数中调用，实现线、圆的绘 制。4、实验结果正确地在指定位置显示了 "Hello,This is my first SDIApplicatio n"字符串，成功绘制了圆，椭圆，方

4、形，多边形以及曲线 圆弧、椭圆弧，同时按指定属性改绘了圆、方形和直线。成功地完成 了实验。结果截图:5、实验体会通过实验一，了解了如用使用基本的 SDI编程函数绘制简单的图 形，如：在指定的位置输出字符串以及基本图形线， 圆，方形的绘制。同时，初步认识了， MFC编程，了解了一些MFC的结构，和如何进行 窗口编程的知识。实验二、基本图形生成算法 （GDI/MFC）1、实验目的1 ）学习理解 Win32 应用程序设计的基本知识（ SDK 编程）；2 ）掌握 Win32 应用程序的基本结构（消息循环与消息处理等） ；3 ）学习使用VC+编写Win32 Application 的方法。4 ）学习MF

5、C类库的概念与结构；5 ）学习使用VC+编写Win32应用的方法（单文档、多文档、对 话框）；6 ）学习使用MFC的图形编程。2、实验内容1）使用 MFC AppWizard 建立一个 SDI 程序， 从 CClientDC 中 派生一个类，添加图绘制算法处理函数：DDA画线、Bresenham 画线，要求能绘制任意斜率的直线段；添加中点画圆函数， 要求能绘制圆心在任意位置的圆；添加边界表示区域和内点 表示区域的种子填充算法。2）自定义定义图形数据结构 PointLineCirclePolygon 等保存一些简单图形数据（在文档类中） ，验证以上基本图形 算法：画若干条线段；若干个圆，并以圆作

6、为区域验证种 子填充算法；绘制多边形并填充。3）学习数据序列化（串行化） ，实现将自定义类中的数据保存 到自定义文件中： Point 等类从 CObject 派生（参考 VC 经典教程 第 7 章），重载 Serialize 函数。3、实验过程1）用MFC（exe建立一个单文档工程；2）在类视图中的DrawDC类中根据教材上的代码添加相应的DDA画线算法函数， Bresenham 画线算法函数，中点画圆函数，边 界表示区域和内点表示区域的种子填充算法函数，以供 DView 类中的On Draw （）函数来调用；3）自定义 circle_2,line_2,point_2类来保存基本的图形数据4）

7、在On Draw （）函数里调用不同的画线、画圆算法来绘制直线、 圆、多边形、曲线等基本图形，调用填充算法函数，用来填充 多边形和圆。5）修改 Point 为 point_resister 类，从 CObject 派生，并且重载Serialize 函数，Serialize函数函数体根据不同的成员变量实现数据的保存。6） 在OnDraw（）函数里调用直线的Serialize 函数，实现直线数 据的串行化，保存数据到指定文件里4、实验结果 通过输入教材上的代码，能成功地实现相应的算法功能。通过在OnDraw()中调用不同的函数，实现了相应的线，圆，多边形的绘制，并成功地实现图形的填充。结果截图：5

8、、实验体会通过实验二，更透彻的理解了课本上的 DDA画线算法和Bresenham 画线算法，中点画圆函数，边界表示区域和内点表示区域的种子填充 等算法学习了如何自定义类来存贮简单的图形数据，类的派生和函数的重载，数据的串行化及保存数据到指定的文件， 初步认识了 MFC中 的文档类，学习了一些相关的内容。进一步的了解的MFC勺结构与编 程方法。实验二、Ope nGL图形程序设计基础1实验目的1）了解OpenGL图形库的功能和结构；2 ）学习使用 Visual C+ 开发基于控制台的图形程序；3 ）学习使用 Visual C+ 开发基于单文档（ GUI 界面）的图形 程序。4 ）学习使用OpenG

9、L生成基本图形；5 ）学习使用OpenGL实现图形变换；2实验内容1）使用 Visual C+建 立一个 Win32 Con sole Applicatio n （控制 台应用程序），定义若干点坐标，绘制点、线段、不闭合折线、闭合 折线、多边形、三角形、四边形、三角扇、三角条带、四边形条带。 尝试不同尺寸的点、不同线宽的线、设置颜色等操作。2 ）使用 MFCAppWizard 建立一个 SDI 程序，根据参考资料 2 和 3中的步骤设置OpenGL图形绘制环境。增加绘制 4种基本图形（选 择其中之一）。3实验过程：1）建立一个控制台应用程序，在 RenderScene （）函数中调用不 同的系

10、统函数分别绘制不同属性的点、线、折线、多边形、扇形等；2）建立一个SDI程序，按照所给资料设置OpenGL图形绘制环境， 并照敲老师所给实列，观看结果，查看关键代码区；3）仿照所给列子，改写代码，绘制彩色的正方体；4 .实验结果基本图形显示正确基本图形截图：fl4lRKt*E£iF(-1. 7,，-1.75:UVEFtrtEF-1.5 P-V.V31 ,1 End ):；/=.rd aui -i jx rmi 三棱柱截图:5. 实验体会在实验过程中，在工程的设置里面一定要把相关的库文件导入， 设置正方体坐标时， 要根据画布的坐标来，设置好图形的坐标比较 重要，这将影响这图形显示的效果

11、。通过这个实验，掌握了许多新图 形的画法，同时，通过仿照所给列子，改写代码，绘制彩色的正方体, 我也初步认识了绘制立体图形的一些内容， 希望在今后的试验中可以了解更多实验四、 二维图形变换程序设计1实验目的：1）掌握图形变换实现原理，基本几何变换，复合变换等；2）学习使用 Visual C+ 开发菜单，对话框等交互界面的设计；3）学习使用MFC单文档程序，实现二维图形的基本几何变换。2实验内容：使用 Visual C+ 建立一个单文档程序，采用实验二中定义的基本 图形类。在程序中增加图形变换菜单（各基本变换对应菜单项） ，各 图形变换的参数通过对话框提供 （设计提供变换参数的对话框， 如平 移

12、，旋转，比例等），实现二维图形的变换。 （提示：在各个图形类中 增加相应的成员函数实现平移； 菜单选择变换弹出对应变换的参数对 话框，对话框中提供参数后取出参数传递给图形对象， 通过调用图形 变换成员函数实现图形对象的变换） 。要求实现直线段、圆、多边形 等基本图形的几何变换。3实验过程：（1）. 根据实验要求，新建菜单，增加二维图形变换子菜单，然后在菜单上添加平移，比例，对称，旋转以及错切选项。(2) .对菜单中的每一项方法构造响应函数， 并给几个需要弹出对话框 的选项添加对话框响应函数。(3) .在弹出的对话框输入参数，获取输入的参数，调用相应的变换函 数，实现图形的变换。4 .实验结果：

13、结果正确。平移 xy(100, 0)5.实验体会:在这次实验中，涉及到了，菜单和对话框的操作，在VC+6.0中,是非常方便的，VC+6.0都提供了向导型的操作过程和可视化的控件 添加，这样节省了代码编写量。通过实验四，进一步加深了对MFC编程的认识，也学习了如何对二维图形进行各种变换操作实验五、三维图形变换程序设计1实验目的：1）掌握三维图形变换实现原理，基本几何变换，复合变换，投 影变换等；2）学习使用 Visual C+ 开发菜单，对话框等交互界面的设计；3）学习使用OpenGL实现图形模型变换，视图变换，投影变换。4）学习使用OpenGL生成基本图形；2实验内容：1）使用MFCAppWi

14、zard建立一个SDI程序，根据参考资料2和3 中的步骤设置OpenGL图形绘制环境。增加绘制如下图形（选择其中 任意两个），注意模型坐标系的选择和顶点坐标的计算。 （可直接使用 实验三的设计）。2）在程序中增加图形变换菜单（各个基本变换对应菜单项） ，各图 形变换的参数通过对话框提供 （设计提供变换参数的对话框， 如平移， 旋转，比例等），实现三维图形的基本几何变换（提示：菜单选择变 换弹出对应变换的参数对话框，对话框中提供参数） 。尝试改变投影 参数与观察参数，实现图形的投影变换。3实验过程：（1）. 根据实验要求，首先建立变换菜单，在菜单上提供平移，比例，旋转等变换方法。(2) .对菜单

15、中的每一项方法构造响应函数，弹出对话框(3) .通过弹出的对话框进行参数输入， 并获取输入的参数，调用相应 的变换函数，实现图形的变换。4 .实验结果：如压缩文件中Debug文件夹的EXE程序所示：按下平移，输入X,Y,Z轴的平移参数，得出新绘制的图形；按下比例，输入比例系数，得到新绘制的图形；按下旋转，首先输入想要绕某点旋转的，该点的坐标，再输入所 要旋转的角度，得出新绘制的图形；原始图形:平移过后:比例放大过后:旋转后:5.实验体会:通过实验五，可以熟练的使用菜单完成各种相应的操作，同时， 在上个实验，学习二维图形变换的基础上，学习了如何对三维图形进 行变换操作，进一步完善了对于图形变换的

16、学习。实验六、Ope nGL真实感图形程序设计1. 实验目的：1）掌握真实感图形生成的基本原理，如消隐，光照，材质等知识；2）学习使用OpenGL,GLU等生成基本图形，如球体，正方体,茶壶等；3) 学习使用OpenGL生成各种光源：点光源，平行光，聚光灯等；4) 学习使用 OpenGL 设置绘制对象的颜色，材质；5) 进一步熟悉OpenGL图形变换技术：几何变换，视图变换，观 察变换等：(1) . 对 模 型 实 现 各 种 几 何 变 换 ， 包 括 对glTranslate,glRotate,glScanglLoadMatrix,glMultMatrix,等 使用；(2) . 视口变换，

17、测试不同大小的视口 glViewport;(3) . 投影变换， 要对平行投影与透视投影分别测试， 使用不同 的观察体参数，观察效果；2实验内容：使用MFC AppWizard建立一个SDI程序，根据参考资料2和3中 的步骤设置 Opengl 图形绘制环境。增加绘制如下图形，球体或茶壶 等(使用 glut 函数)。环境中创建点光源，平行光，聚光灯。设置所 绘制对象的材质，呈现出塑料，金属等材质特性，对官员的位置，方 向，类别进行控制，改变材质参数，观察效果。3实验过程：1).根据以前设置好的OpenGl图形绘制参数，在实验3的绘制正方 体的基础上修改程序，绘制 1 个全红的正方体；2) . 建

18、立一个设置光源的函数，进行光源的各种参数的设置；3) .设置好各个光源参数后，调用函数开启光源，此时的正方体轮郭清晰，显得很真实；4 .实验结果：绘制了 1个全红的正方体，设置的光源，并且向光部分亮，背光部分相对而言显得黯淡。5.实验体会：实验六通过使用openGL的相关函数，绘制出立体图形。并设置 三维图形的材质、光源，调整一定的系数使图形更真的显示。此 次学到了，如何使用openGL绘制一个比较真实的三维物体， 进一 步了解的图形学中三维图形的处理方式，结合课堂中内容，对三 维图形有了更深入的理解。实验七、二维交互式图形程序设计1、实验目的：1）综合使用VC+编写Win32应用的方法（单文

19、档、多文档、对话框）;2 ）掌握交互式绘图程序设计及 MFC相关类的使用；3）掌握使用MFC的编写简单动画程序。2、实验任务：1 ）使用 MFCAppWizard 建立一个 SDI 程序。综合前几次二维绘 图实验的结果，实现基本功能： 建立绘制点、直线段、圆、椭圆、圆弧、多段线（折线） 、多边 形、贝塞尔（ Bezier ）曲线的相关类（对于封闭图形，应能多种方 式填充）、 字符串。使用实验二中自定义的 CClientDC 的派生类， 实现交互式（鼠标）绘制以上图形。实现颜色、线型、字体等的交互 式选择，实现除曲 线、圆弧外其他图形的鼠标拾取 （框选、点选）。实现新建文件、保存文件，打开文件（打开保存的自定义图形文 件， 并绘制图形）。软件界面设计 （工具栏、菜单、光标等） 。可选扩展功能：（1）实现平移、旋转、缩放、对称、错切等图形几何变换（2）图形的显示控制包括缩放（按比例、选取框） 、平移（上、小、 左、右）。（3）实现图层功能（可见性、颜色、锁定等） 、图块功能（及选中多个图形形成一组，图块的生成、引用、编辑） 。（ 4 ）图形的显示控制包括实时缩放、实时平移和定点平移等。 （5）