《FORTRAN图形操作》课件

FORTRAN图形操作by课程介绍目标本课程旨在帮助学生掌握FORTRAN语言图形编程的知识和技能，为他们进行科学计算、数据可视化和模拟仿真等方面的应用奠定基础。内容课程将涵盖FORTRAN图形编程的基础知识、常用图形库、图形绘制方法、坐标系统、图形动画、三维图形编程等内容。FORTRAN语言简介历史悠久FORTRAN语言诞生于1950年代，是世界上第一个被广泛应用的高级编程语言。科学计算FORTRAN语言被广泛用于科学计算、工程技术、数学计算等领域。结构化FORTRAN语言具有结构化的程序设计风格，易于理解和维护。FORTRAN图形编程概述1图形库FORTRAN语言提供了丰富的图形库，如GKS、OpenGL等。2图形绘制利用图形库中的函数，可以绘制点、线、多边形、圆形、椭圆等图形。3图形操作除了绘制图形，还可以进行图形变换、填充、颜色设置、文字绘制等操作。绘制点和线1点使用PLOT命令绘制单个点2线使用LINE命令绘制直线段3多点连线使用多条LINE命令绘制多点连线绘制基本几何图形1矩形矩形由四个直角和四条边组成。它可以使用简单的线条绘制，并通过填充颜色来添加视觉效果。2正方形正方形是矩形的一种特殊类型，它的四条边相等，并且四个角都是直角。可以使用相同的绘制方法来创建正方形。3三角形三角形由三条边和三个角组成。它可以使用三种不同的方式绘制，例如，三个点、两条边和一个角、或一条边和两个角。绘制多边形1定义顶点坐标使用数组存储多边形顶点的坐标2连接顶点使用绘图函数依次连接顶点，形成闭合图形3填充颜色选择合适的颜色填充多边形内部绘制圆形圆心坐标使用圆心坐标(X,Y)指定圆形的中心位置。半径使用半径值R确定圆形的尺寸。绘制方法FORTRAN提供了多种绘制圆形的函数，例如CIRCLE或ARC函数。绘制椭圆1椭圆定义椭圆是圆形的一种变形，由两个焦点和一个常数定义。2FORTRAN函数使用内置函数或库函数绘制椭圆。3参数设置指定中心坐标、长半轴、短半轴和颜色等参数。填充图形1区域填充填充图形是指在图形内部区域内填充颜色或图案，以突出显示图形形状。2填充算法FORTRAN提供多种填充算法，例如扫描线填充法，可根据边界信息对图形内部进行填充。3填充颜色填充颜色可以使用预定义的颜色常量或自定义颜色代码进行设置。4填充图案填充图案可以用不同的图案元素进行填充，例如网格、斜线、点阵等。设置线型与颜色线型FORTRAN提供多种线型，例如实线、虚线、点线等，用于控制图形线条的外观。颜色FORTRAN支持多种颜色，例如红色、绿色、蓝色等，用于控制图形线条的颜色。绘制文字1文本位置设置文本绘制的坐标位置。2文本内容指定要绘制的文本字符串。3文本属性控制文本的字体、大小、颜色等。使用子程序实现图形模块化代码子程序可以将复杂的图形绘制过程分解成更小的、可重用的模块。代码重用子程序可以多次调用，从而简化了图形编程的复杂性。提高可读性将代码拆分成子程序可以使代码更易于理解和维护。增强可扩展性子程序可以方便地修改和扩展，以适应不同的图形绘制需求。图形坐标系统世界坐标系用于描述图形对象在真实世界中的位置和大小。设备坐标系用于描述图形对象在输出设备上的位置和大小。用户坐标系用于方便用户进行图形编程，通常与世界坐标系或设备坐标系相关联。图形坐标变换1平移变换将图形沿某个方向移动2缩放变换改变图形的大小3旋转变换将图形绕某个点旋转一定角度图形窗口操作窗口创建使用FORTRAN库函数创建图形窗口，设置窗口大小、位置和标题。窗口调整调整窗口大小、移动窗口位置，并设置窗口是否可调整大小。窗口关闭关闭图形窗口，释放相关资源。图形输出设备1显示器最常用的图形输出设备，提供视觉化的图形界面。2打印机用于将图形打印到纸张或其他介质上，生成硬拷贝。3绘图仪用于绘制精确的图形，常用于工程设计和制图领域。读取键盘输入获取字符使用FORTRAN内置函数READ，可以从键盘读取用户输入的字符数据。处理输入根据应用需求，对读取到的字符进行处理，例如转换成数字、字符串等。显示结果将处理后的结果显示在屏幕上，或用于其他操作。读取鼠标输入1事件驱动鼠标事件触发响应函数。2位置信息获取鼠标点击位置坐标。3按钮状态判断鼠标按键按下或松开。图形动画实现1帧动画通过逐帧绘制图像，模拟连续运动2运动动画利用函数定义图形运动轨迹3交互动画根据用户输入控制图形运动图形与数学函数结合绘制函数图像使用FORTRAN语言可以方便地绘制各种数学函数的图像，例如正弦函数、余弦函数、指数函数等。参数方程绘图通过参数方程可以绘制更加复杂的曲线和图形，例如圆、椭圆、螺旋线等。三维图形编程基础几何模型点、线、面等基本几何元素的表示和操作，构建三维模型。坐标系三维空间中的坐标系类型，如笛卡尔坐标系、球坐标系等，以及坐标转换。变换平移、旋转、缩放等变换操作，用于改变物体的位置、方向和大小。光照模拟光源，计算光线与物体的交互，实现光照效果，如阴影、反光等。三维图形绘制1几何模型定义三维物体形状和结构2光照模型模拟光线照射物体产生的效果3材质模型定义物体表面材质特性4渲染算法将三维场景渲染成二维图像三维图形变换平移通过改变物体的位置来实现图形的移动旋转通过改变物体绕某个轴线的旋转角度来实现图形的旋转缩放通过改变物体的大小来实现图形的放大或缩小三维图形照明与阴影光源类型常见的照明类型包括环境光，方向光和点光源。不同的光源类型可以产生不同的照明效果。阴影计算阴影的计算可以增强三维图形的真实感，让物体显得更加立体。材质属性材质属性决定了物体对光线的反射和折射方式，进而影响阴影的形状和颜色。三维图形交互操作1鼠标交互通过鼠标点击、拖拽等操作实现图形旋转、缩放和平移。2键盘输入使用键盘按键控制图形的运动、视角切换以及其他参数调整。3触控操作在移动设备上，可以使用手指滑动、缩放等操作实现交互。FORTRAN图形编程实例分析通过具体案例深入理解FORTRAN图形编程的实际应用，包括绘制各种图形、动画制作、图形与数学函数结合等。案例分析将帮助你掌握FORTRAN图形编程的技巧和思路，并能够将所学知识应用到实际项目中。课程总结FORTRAN图形操作本课程涵盖了FORTRAN语言图形编程的基础知识，从绘制简单图形到创建复杂的动画，为学生提供了扎实的理论基础和实践经验。应用范围FORTRAN图形编程在科学计算、工程应用和数据可视化等领域具有广泛的应用，能够