图形学实验报告.docx

图形学实验报告.docx课程设计报告
实验名称： 计算机图形学实验
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实验一 1
实验二 3
3实验结果 3
实验一结果 3
实验二结果 8
8
5源代码 9
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目的：
利用OpenGL库，对课本的图形原理进行C语言编程，从而实现各种绘图算 法。从中进一步了解计算机图形学的原理，加深对课程内容的理解，逐步掌握算 法原理的实现过程。另外，初步掌握OpenGL的基本使用方法，能够使用其进行 简单图形、图素的绘制。
实验要求：
I.
理解glut程序框架
理解窗口到视区的变换
理解OpenGL实现动画的原理
⑷添加代码实现中点Bresenham算法画直线
添加代码实现改进Bresenham算法画直线
添加代码实现圆的绘制(可以适当对框架坐标系进行修改
II.
理解OpenGL中的变换过程
理解透视投影与平行投影的不同
添加代码实现太阳、地球和月亮的运动模型
了解深度测试
通过变换调整观察的位置与方向
加入光照模型
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实验一、利用各种算法实现直线与圆的扫描转换，在对应图中显示的同时，还
要在控制台中打印显示像素点的坐标，以及误差d, e的值。
中点Bresenham算法
.利用中点Bresenham算法画出直线，其中直线的斜率要求为：0〈=k〈=l.
.具体参数如下：
xO, yO起点坐标
xl, yl终点坐标
num 扫描转换时从起点开始输出的点的数目
.算法实现流程步骤：
对斜率k以及扫描点个数进行可行性判断。
通过起始点和终点，确定最大位移方向。
算出dO,以及dx, dy,由最大位移方向确定
dx, dy在不同情况下的增量Uplncre, Downlncre。
通过循环根据di逐步确定xi, yi,从而完成直线绘制。
(2)改进的Bresenham算法
.利用改进的Bresenham算法画出直线，其中直线的斜率要求为：0〈=k〈=l.
.具体参数如下：
xO, yO起点坐标
xl, yl终点坐标
num 扫描转换时从起点开始输出的点的数目
.算法实现流程步骤：
对斜率k以及扫描点个数进行可行性判断。
通过起始点和终点，确定最大位移方向。
算出dx, dy,由最大位移方向确定变化量e。
通过循环根据逐步确定xi, yi,以及修改ei的值 从而完成直线绘制。
(3) Bresenham算法画圆
.利用圆对称性八分法，以及Bresenham算法画圆。
.具体参数如下：
x, y 圆心坐标
R 圆半径
num 扫描转换时从起点开始输出的点的数目
.算法实现流程步骤：
设置起点坐标，以及误差dO初始值。
导出d在不同情况下的递推公式，以及x和y变化的范围(在 八分之一圆弧范围内)。
根据x, y的界限设置循环：
：按照八分法在不同位置同步显示像素点。
：打印所显示像素点的坐标。
：由递推公式更新d以及x, y的值。
实验二、
根据原子核转动的模型，仔细研读代码，修改成：月球绕地球旋转，地球绕 太阳旋转的地月模型。同时要求，各个天体用不同的颜色相区分，通过代码添加 地球与月亮受太阳光照反射的光照效果。
步骤：
初始化各种属性，光源颜色，材质属性，深度测试，多边形表示的方法以 及背景颜色。
设置视区的大小尺寸，同时对空间进行修剪，确定观察空间。
在函数模块RenderScene中添加月亮绕地球旋转的恢复矩阵；再添加一个 类似于电子的属性表，用以描述月亮；同时修改各个天体的颜色，用以区 分。
调整各个天体的大小，同时对最大的天体太阳的显示边数进行修改，增加 其边数使太阳边界更为圆滑。
为月球绕地球的旋转添加新的旋转步长，使得月亮绕地球以及地球绕太阳 旋转的速度有所区分，模拟出地月运行的效果。
在initial初始化函数中添加设置光照的代码，同时把光照效果中光源的 坐标位置设置为与太阳坐标位置相同。
调试运行观察运行的情况,着重检查:天体间的运行是否具有相对独立性； 光照效果中，由于太阳本身是光源因此不应该存在光照效果
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实验一、
各像素点坐标:
|X
!x
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