計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)（Visual C++版 第2版）

目錄
第一部分教 學(xué) 實(shí) 驗(yàn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書3實(shí)驗(yàn)1繪制金剛石圖案4
1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
1.2實(shí)驗(yàn)要求4
1.3效果圖4
1.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備5
1.5實(shí)驗(yàn)步驟5
1.5.1創(chuàng)建Test工程實(shí)驗(yàn)框架5
1.5.2繪制金剛石圖案15
1.5.3寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告24
1.6思考與練習(xí)24實(shí)驗(yàn)2繪制任意斜率的直線段28
2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?8
2.2實(shí)驗(yàn)要求28
2.3效果圖28
2.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備29
2.5實(shí)驗(yàn)步驟29
2.5.1定義顏色類CRGB29
2.5.2設(shè)計(jì)CLine直線類32
2.5.3消息映射37
2.5.4寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告41
2.6思考與練習(xí)41實(shí)驗(yàn)3交互式繪制多邊形45
3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5
3.2實(shí)驗(yàn)要求45
3.3效果圖45
3.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備46
3.5實(shí)驗(yàn)步驟46
3.5.1人機(jī)交互技術(shù)46
3.5.2雙緩沖技術(shù)48
3.5.3繪制多邊形49
3.5.4設(shè)計(jì)CPtrArray類49
3.5.5有效邊表填充算法50
3.5.6寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告58
3.6思考與練習(xí)58實(shí)驗(yàn)4二維幾何變換61
4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1
4.2實(shí)驗(yàn)要求61
4.3效果圖61
4.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備62
4.5實(shí)驗(yàn)步驟62
4.5.1靜態(tài)切分視圖框架62
4.5.2設(shè)計(jì)左窗格視圖65
4.5.3設(shè)計(jì)CTestDoc類69
4.5.4設(shè)計(jì)包含齊次坐標(biāo)的二維點(diǎn)類CP2 69
4.5.5設(shè)計(jì)二維幾何變換類70
4.5.6設(shè)計(jì)雙緩沖74
4.5.7讀入圖形頂點(diǎn)75
4.5.8繪制圖形75
4.5.9碰撞檢測76
4.5.10定時(shí)器函數(shù)76
4.5.11禁止背景刷新函數(shù)77
4.5.12寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告77
4.6思考與練習(xí)77實(shí)驗(yàn)5直線段裁剪80
5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?0
5.2實(shí)驗(yàn)要求80
5.3效果圖80
5.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備81
5.5實(shí)驗(yàn)步驟81
5.5.1定義CP2類81
5.5.2OnDrw()函數(shù)82
5.5.3繪制裁剪窗口82
5.5.4鼠標(biāo)左鍵按下函數(shù)83
5.5.5鼠標(biāo)移動函數(shù)83
5.5.6編碼函數(shù)84
5.5.7裁剪函數(shù)85
5.5.8寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告87
5.6思考與練習(xí)87實(shí)驗(yàn)6立方體線框模型正交投影89
6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?9
6.2實(shí)驗(yàn)要求89
6.3效果圖89
6.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備90
6.5實(shí)驗(yàn)步驟90
6.5.1立方體數(shù)學(xué)模型90
6.5.2三維變換91
6.5.3正交投影93
6.5.4設(shè)計(jì)三維點(diǎn)類93
6.5.5定義三維變換類95
6.5.6定義點(diǎn)表100
6.5.7定義面表100
6.5.8繪制立方體線框模型101
6.5.9鍵盤控制101
6.5.10動畫控制102
6.5.11寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告104
6.6思考與練習(xí)104實(shí)驗(yàn)7立方體線框模型透視投影106
7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?06
7.2實(shí)驗(yàn)要求106
7.3效果圖106
7.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備107
7.5實(shí)驗(yàn)步驟107
7.5.1透視投影變換的實(shí)現(xiàn)109
7.5.2定義點(diǎn)表110
7.5.3定義面表111
7.5.4繪制立方體111
7.5.5縮小立方體112
7.5.6放大立方體112
7.5.7寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告112
7.6思考與練習(xí)112實(shí)驗(yàn)8動態(tài)三視圖115
8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?15
8.2實(shí)驗(yàn)要求115
8.3效果圖115
8.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備116
8.5實(shí)驗(yàn)步驟116
8.5.1建立多面體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)116
8.5.2創(chuàng)建2×2靜態(tài)切分窗格117
8.5.3建立齊次三維點(diǎn)類117
8.5.4建立表面類119
8.5.5內(nèi)存復(fù)制120
8.5.6三視圖變換矩陣122
8.5.7矩陣相乘函數(shù)123
8.5.8繪制多面體斜等測圖123
8.5.9繪制三視圖125
8.5.10寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告125
8.6思考與練習(xí)126實(shí)驗(yàn)9交互繪制Bezier曲線128
9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?28
9.2實(shí)驗(yàn)要求128
9.3效果圖128
9.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備129
9.5實(shí)驗(yàn)步驟129
9.5.1Bezier曲線的分割遞推德卡斯特里奧算法129
9.5.2德卡斯特里奧函數(shù)130
9.5.3繪制Bezier曲線131
9.5.4繪制控制多邊形131
9.5.5鼠標(biāo)左鍵按下的函數(shù)132
9.5.6鼠標(biāo)右鍵按下的函數(shù)133
9.5.7鼠標(biāo)移動的函數(shù)133
9.5.8寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告133
9.6思考與練習(xí)134實(shí)驗(yàn)10交互繪制三次B樣條曲線135
10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?35
10.2實(shí)驗(yàn)要求135
10.3效果圖135
10.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備136
10.5實(shí)驗(yàn)步驟136
10.5.1三次B樣條曲線的幾何性質(zhì)136
10.5.2繪制控制多邊形137
10.5.3繪制三次B樣條曲線138
10.5.4鼠標(biāo)移動函數(shù)138
10.5.5寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告139
10.6思考與練習(xí)139實(shí)驗(yàn)11旋轉(zhuǎn)的Koch雪花142
11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?42
11.2實(shí)驗(yàn)要求142
11.3效果圖142
11.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備143
11.5實(shí)驗(yàn)步驟143
11.5.1Koch曲線的生成元143
11.5.2繪制Koch雪花145
11.5.3雙緩沖函數(shù)145
11.5.4分形函數(shù)146
11.5.5Koch函數(shù)147
11.5.6寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告147
11.6思考與練習(xí)147實(shí)驗(yàn)12顏色漸變立方體150
12.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?50
12.2實(shí)驗(yàn)要求150
12.3效果圖150
12.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備151
12.5實(shí)驗(yàn)步驟151
12.5.1定義矢量類CVector151
12.5.2定義顏色點(diǎn)類154
12.5.3定義點(diǎn)表155
12.5.4定義面表156
12.5.5繪制物體156
12.5.6顏色漸變有效邊表填充算法157
12.5.7寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告165
12.6思考與練習(xí)165實(shí)驗(yàn)13地理劃分線框球169
13.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?69
13.2實(shí)驗(yàn)要求169
13.3效果圖169
13.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備170
13.5實(shí)驗(yàn)步驟170
13.5.1球體幾何模型170
13.5.2繪制球體173
13.5.3寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告175
13.6思考與練習(xí)175實(shí)驗(yàn)14交叉條消隱180
14.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?80
14.2實(shí)驗(yàn)要求180
14.3效果圖180
14.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備181
14.5實(shí)驗(yàn)步驟181
14.5.1交叉條數(shù)學(xué)模型181
14.5.2疊加條數(shù)學(xué)模型183
14.5.3消隱算法184
14.5.4定義深度緩沖點(diǎn)表185
14.5.5定義深度排序點(diǎn)表186
14.5.6設(shè)置坐標(biāo)系187
14.5.7禁用深度緩沖繪制交叉條187
14.5.8啟用深度緩沖繪制交叉條188
14.5.9深度排序函數(shù)188
14.5.10設(shè)置背景色為黑色189
14.5.11深度緩沖消隱算法189
14.5.12寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告199
14.6思考與練習(xí)199實(shí)驗(yàn)15立方體光照模型201
15.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?01
15.2實(shí)驗(yàn)要求201
15.3效果圖201
15.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備202
15.5實(shí)驗(yàn)步驟202
15.5.1簡單光照模型202
15.5.2設(shè)計(jì)光源類CLightSource205
15.5.3設(shè)計(jì)材質(zhì)類CMaterial207
15.5.4設(shè)計(jì)光照類CLighting208
15.5.5設(shè)計(jì)默認(rèn)光源顏色和材質(zhì)顏色211
15.5.6設(shè)計(jì)紅色、綠色和藍(lán)色光源菜單項(xiàng)211
15.5.7設(shè)計(jì)紅寶石、綠寶石和藍(lán)寶石材質(zhì)菜單項(xiàng)212
15.5.8設(shè)計(jì)變換類213
15.5.9寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告217
15.6思考與練習(xí)217實(shí)驗(yàn)16球體Gouraud光照模型221
16.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?21
16.2實(shí)驗(yàn)要求221
16.3效果圖221
16.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備222
16.5實(shí)驗(yàn)步驟222
16.5.1雙線性光強(qiáng)插值模型算法222
16.5.2設(shè)置光源顏色和材質(zhì)顏色222
16.5.3讀入網(wǎng)格小面表223
16.5.4讀入網(wǎng)格頂點(diǎn)表224
16.5.5計(jì)算面片頂點(diǎn)的顏色225
16.5.6繪制球面226
16.5.7寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告227
16.6思考與練習(xí)227實(shí)驗(yàn)17球體Phong光照模型229
17.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?29
17.2實(shí)驗(yàn)要求229
17.3效果圖229
17.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備230
17.5實(shí)驗(yàn)步驟230
17.5.1Phong雙線性法矢插值模型230
17.5.2修改CAET類231
17.5.3修改CZBuffer類231
17.5.4光照環(huán)境初始化240
17.5.5繪制球面函數(shù)241
17.5.6寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告242
17.6思考與練習(xí)242實(shí)驗(yàn)18立方體紋理映射245
18.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?45
18.2實(shí)驗(yàn)要求245
18.3效果圖245
18.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備246
18.5實(shí)驗(yàn)步驟246
18.5.1定義CFacet類246
18.5.2讀入位圖紋理247
18.5.3定義面表248
18.5.4繪制立方體250
18.5.5填充立方體表面250
18.5.6寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告253
18.6思考與練習(xí)253第二部分課 程 設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書259課程設(shè)計(jì)Ⅰ基本圖元光柵掃描演示系統(tǒng)261
Ⅰ.1設(shè)計(jì)目標(biāo)261
Ⅰ.2設(shè)計(jì)效果261
Ⅰ.3總體設(shè)計(jì)263
Ⅰ.4類的設(shè)計(jì)264
Ⅰ.5視圖的設(shè)計(jì)281
Ⅰ.6結(jié)論293課程設(shè)計(jì)Ⅱ遞歸動態(tài)球體演示系統(tǒng)294
Ⅱ.1設(shè)計(jì)目標(biāo)294
Ⅱ.2設(shè)計(jì)效果294
Ⅱ.3總體設(shè)計(jì)296
Ⅱ.4類的設(shè)計(jì)297
Ⅱ.5視圖的設(shè)計(jì)300
Ⅱ.6結(jié)論309課程設(shè)計(jì)Ⅲ圓環(huán)動態(tài)紋理演示系統(tǒng)311
Ⅲ.1設(shè)計(jì)目標(biāo)311
Ⅲ.2設(shè)計(jì)效果311
Ⅲ.3總體設(shè)計(jì)313
Ⅲ.4類的設(shè)計(jì)317
Ⅲ.5視圖的設(shè)計(jì)337
Ⅲ.6結(jié)論346課程設(shè)計(jì)Ⅳ動態(tài)光源演示系統(tǒng)348
Ⅳ.1設(shè)計(jì)目標(biāo)348
Ⅳ.2設(shè)計(jì)效果348
Ⅳ.3總體設(shè)計(jì)350
Ⅳ.4類的設(shè)計(jì)350
Ⅳ.5視圖的設(shè)計(jì)356
Ⅳ.6結(jié)論360課程設(shè)計(jì)Ⅴ3DS接口演示系統(tǒng)361
Ⅴ.1設(shè)計(jì)目標(biāo)361
Ⅴ.2設(shè)計(jì)效果362
Ⅴ.3總體設(shè)計(jì)362
Ⅴ.4類的設(shè)計(jì)364
Ⅴ.5視圖的設(shè)計(jì)372
Ⅴ.6結(jié)論376參考文獻(xiàn)378