三维图形几何变换与投影变换.doc

1 实验目的 1）掌握4*4矩阵乘法运算的编程实现。 2）掌握平移、比例、旋转三种基本三维几何变换矩阵生成。 3）掌握正交投影图的生成和绘制方法。 2 实验要求 1）三维坐标系的原点位于屏幕中心，X轴水平向右，Y轴垂直向上，Z轴垂直于坐标屏幕，指向屏幕外。 2）设计实现三维图形变换类，具有平移、比例、旋转三维几何变换功能，以及正交投影变换功能。 3）使用第二章的直线类绘制正四面体的是三维线框模型，要求体心位于坐标原点，使正四面体同时绕Y轴匀速旋转，并相对于体心点来回缩放。 4）使用双缓冲机制，绘制正四面体三维线框模型的二维正交投影图，要求投影到XOY平面。 3 详细设计 3.1 核心算法及类型设计 void CTrans3DView::BuildPointEdge() { double d=400; P[0].x=d/2; P[0].y=d/2; P[0].z=d/2; P[1].x=d/2; P[1].y=-d/2; P[1].z=-d/2; P[2].x=-d/2; P[2].y=-d/2; P[2].z=d/2; P[3].x=-d/2; P[3].y=d/2; P[3].z=-d/2; E[0].SetPointsIndex(0,1); E[1].SetPointsIndex(0,2); E[2].SetPointsIndex(0,3); E[3].SetPointsIndex(1,2); E[4].SetPointsIndex(1,3); E[5].SetPointsIndex(2,3); } void CTrans3DView::OnDraw(CDC*pDC) { CTrans3DDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); if (!pDoc) return; // TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码 CRect rect; GetClientRect(rect); pDC-SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); pDC-SetWindowExt(rect.Width(),rect.Height()); pDC-SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height()); pDC-SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2); //双缓冲机制 CDC MemDC; CBitmap NewBitmap,*pOldBitmap; MemDC.CreateCompatibleDC(pDC); NewBitmap.CreateCompatibleBitmap(pDC,rect.Width(),rect.Height()); //兼容位图 pOldBitmap = MemDC.SelectObject(NewBitmap); //将兼容位图选入MemDc MemDC.FillSolidRect(rect,pDC-GetBkColor()); MemDC.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); MemDC.SetWindowExt(rect.Width(),rect.Height()); MemDC.SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height()); MemDC.SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2); Line *line = new Line; //动态创建直线绘制类对象 //绘制坐标轴 line-SetLineColor(RGB(0,0,0)); line-MoveTo(CP2(-rect.Width()/2,0)); //X轴 line-LineTo(CP2(rect.Width()/2,0),MemDC); line-MoveTo(CP2(0,-rect.Height()/2)); //Y轴 line-LineTo(CP2(0,rect.Height()/2),MemDC); //旋转、缩放、正交投影变换 CTrans3 tans; tans.SetPoints(P,4); //在0.5~2.0之间缩放 static double s = 1.0; static double step = 0.01; if(s=2.0 || s=0.5) step = -step; s += step; tans.Scale(s