計算機圖形學實驗及課程設(shè)計（Visual C++版 第2版）

目錄
第一部分教 學 實 驗實驗任務書3實驗1繪制金剛石圖案4
1.1實驗目的4
1.2實驗要求4
1.3效果圖4
1.4實驗準備5
1.5實驗步驟5
1.5.1創(chuàng)建Test工程實驗框架5
1.5.2繪制金剛石圖案15
1.5.3寫出實驗報告24
1.6思考與練習24實驗2繪制任意斜率的直線段28
2.1實驗目的28
2.2實驗要求28
2.3效果圖28
2.4實驗準備29
2.5實驗步驟29
2.5.1定義顏色類CRGB29
2.5.2設(shè)計CLine直線類32
2.5.3消息映射37
2.5.4寫出實驗報告41
2.6思考與練習41實驗3交互式繪制多邊形45
3.1實驗目的45
3.2實驗要求45
3.3效果圖45
3.4實驗準備46
3.5實驗步驟46
3.5.1人機交互技術(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CPtrArray類49
3.5.5有效邊表填充算法50
3.5.6寫出實驗報告58
3.6思考與練習58實驗4二維幾何變換61
4.1實驗目的61
4.2實驗要求61
4.3效果圖61
4.4實驗準備62
4.5實驗步驟62
4.5.1靜態(tài)切分視圖框架62
4.5.2設(shè)計左窗格視圖65
4.5.3設(shè)計CTestDoc類69
4.5.4設(shè)計包含齊次坐標的二維點類CP2 69
4.5.5設(shè)計二維幾何變換類70
4.5.6設(shè)計雙緩沖74
4.5.7讀入圖形頂點75
4.5.8繪制圖形75
4.5.9碰撞檢測76
4.5.10定時器函數(shù)76
4.5.11禁止背景刷新函數(shù)77
4.5.12寫出實驗報告77
4.6思考與練習77實驗5直線段裁剪80
5.1實驗目的80
5.2實驗要求80
5.3效果圖80
5.4實驗準備81
5.5實驗步驟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鼠標左鍵按下函數(shù)83
5.5.5鼠標移動函數(shù)83
5.5.6編碼函數(shù)84
5.5.7裁剪函數(shù)85
5.5.8寫出實驗報告87
5.6思考與練習87實驗6立方體線框模型正交投影89
6.1實驗目的89
6.2實驗要求89
6.3效果圖89
6.4實驗準備90
6.5實驗步驟90
6.5.1立方體數(shù)學模型90
6.5.2三維變換91
6.5.3正交投影93
6.5.4設(shè)計三維點類93
6.5.5定義三維變換類95
6.5.6定義點表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寫出實驗報告104
6.6思考與練習104實驗7立方體線框模型透視投影106
7.1實驗目的106
7.2實驗要求106
7.3效果圖106
7.4實驗準備107
7.5實驗步驟107
7.5.1透視投影變換的實現(xiàn)109
7.5.2定義點表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寫出實驗報告112
7.6思考與練習112實驗8動態(tài)三視圖115
8.1實驗目的115
8.2實驗要求115
8.3效果圖115
8.4實驗準備116
8.5實驗步驟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建立齊次三維點類117
8.5.4建立表面類119
8.5.5內(nèi)存復制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寫出實驗報告125
8.6思考與練習126實驗9交互繪制Bezier曲線128
9.1實驗目的128
9.2實驗要求128
9.3效果圖128
9.4實驗準備129
9.5實驗步驟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鼠標左鍵按下的函數(shù)132
9.5.6鼠標右鍵按下的函數(shù)133
9.5.7鼠標移動的函數(shù)133
9.5.8寫出實驗報告133
9.6思考與練習134實驗10交互繪制三次B樣條曲線135
10.1實驗目的135
10.2實驗要求135
10.3效果圖135
10.4實驗準備136
10.5實驗步驟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鼠標移動函數(shù)138
10.5.5寫出實驗報告139
10.6思考與練習139實驗11旋轉(zhuǎn)的Koch雪花142
11.1實驗目的142
11.2實驗要求142
11.3效果圖142
11.4實驗準備143
11.5實驗步驟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寫出實驗報告147
11.6思考與練習147實驗12顏色漸變立方體150
12.1實驗目的150
12.2實驗要求150
12.3效果圖150
12.4實驗準備151
12.5實驗步驟151
12.5.1定義矢量類CVector151
12.5.2定義顏色點類154
12.5.3定義點表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寫出實驗報告165
12.6思考與練習165實驗13地理劃分線框球169
13.1實驗目的169
13.2實驗要求169
13.3效果圖169
13.4實驗準備170
13.5實驗步驟170
13.5.1球體幾何模型170
13.5.2繪制球體173
13.5.3寫出實驗報告175
13.6思考與練習175實驗14交叉條消隱180
14.1實驗目的180
14.2實驗要求180
14.3效果圖180
14.4實驗準備181
14.5實驗步驟181
14.5.1交叉條數(shù)學模型181
14.5.2疊加條數(shù)學模型183
14.5.3消隱算法184
14.5.4定義深度緩沖點表185
14.5.5定義深度排序點表186
14.5.6設(shè)置坐標系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寫出實驗報告199
14.6思考與練習199實驗15立方體光照模型201
15.1實驗目的201
15.2實驗要求201
15.3效果圖201
15.4實驗準備202
15.5實驗步驟202
15.5.1簡單光照模型202
15.5.2設(shè)計光源類CLightSource205
15.5.3設(shè)計材質(zhì)類CMaterial207
15.5.4設(shè)計光照類CLighting208
15.5.5設(shè)計默認光源顏色和材質(zhì)顏色211
15.5.6設(shè)計紅色、綠色和藍色光源菜單項211
15.5.7設(shè)計紅寶石、綠寶石和藍寶石材質(zhì)菜單項212
15.5.8設(shè)計變換類213
15.5.9寫出實驗報告217
15.6思考與練習217實驗16球體Gouraud光照模型221
16.1實驗目的221
16.2實驗要求221
16.3效果圖221
16.4實驗準備222
16.5實驗步驟222
16.5.1雙線性光強插值模型算法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)格頂點表224
16.5.5計算面片頂點的顏色225
16.5.6繪制球面226
16.5.7寫出實驗報告227
16.6思考與練習227實驗17球體Phong光照模型229
17.1實驗目的229
17.2實驗要求229
17.3效果圖229
17.4實驗準備230
17.5實驗步驟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寫出實驗報告242
17.6思考與練習242實驗18立方體紋理映射245
18.1實驗目的245
18.2實驗要求245
18.3效果圖245
18.4實驗準備246
18.5實驗步驟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寫出實驗報告253
18.6思考與練習253第二部分課 程 設(shè) 計課程設(shè)計任務書259課程設(shè)計Ⅰ基本圖元光柵掃描演示系統(tǒng)261
Ⅰ.1設(shè)計目標261
Ⅰ.2設(shè)計效果261
Ⅰ.3總體設(shè)計263
Ⅰ.4類的設(shè)計264
Ⅰ.5視圖的設(shè)計281
Ⅰ.6結(jié)論293課程設(shè)計Ⅱ遞歸動態(tài)球體演示系統(tǒng)294
Ⅱ.1設(shè)計目標294
Ⅱ.2設(shè)計效果294
Ⅱ.3總體設(shè)計296
Ⅱ.4類的設(shè)計297
Ⅱ.5視圖的設(shè)計300
Ⅱ.6結(jié)論309課程設(shè)計Ⅲ圓環(huán)動態(tài)紋理演示系統(tǒng)311
Ⅲ.1設(shè)計目標311
Ⅲ.2設(shè)計效果311
Ⅲ.3總體設(shè)計313
Ⅲ.4類的設(shè)計317
Ⅲ.5視圖的設(shè)計337
Ⅲ.6結(jié)論346課程設(shè)計Ⅳ動態(tài)光源演示系統(tǒng)348
Ⅳ.1設(shè)計目標348
Ⅳ.2設(shè)計效果348
Ⅳ.3總體設(shè)計350
Ⅳ.4類的設(shè)計350
Ⅳ.5視圖的設(shè)計356
Ⅳ.6結(jié)論360課程設(shè)計Ⅴ3DS接口演示系統(tǒng)361
Ⅴ.1設(shè)計目標361
Ⅴ.2設(shè)計效果362
Ⅴ.3總體設(shè)計362
Ⅴ.4類的設(shè)計364
Ⅴ.5視圖的設(shè)計372
Ⅴ.6結(jié)論376參考文獻378