图形学结课作业.doc

计 算 机 图 形 学 课 程 实 验 报 告 利用Sierpinski海绵算法 堆积立方体 … 姓 名： 李映 专 业 ： 计算机科学与技术 学 号 ： 082054108 指 导 教 师： 孔令德教授 完 成 日 期： 2011-6-19 太原工业学院 目 录 一、任务描述 3 二、算法原理 4 2.1、Sierpinski海绵算法 4 2.2、消隐方法——画家算法 4 2.3、堆积立方体 5 三、算法实现 5 3.1、主窗体 5 3.2、编辑菜单资源 6 3.3、添加消息处理函数 6 3.4、添加代码 6 3.5、设计结果 11 四、总结 12 任务描述 利用Sierpinski海绵的生成规则，得到如下要求的立方体： 由8的n次方个小立方体组成的立方体。 二、算法原理 2.1、Sierpinski海绵算法 Sierpinski海绵是分形立体，具有自相似性。其生成元是把立方体分为27个小立方体，挖去立方体6个面心的小立方体以及位于体心的小立方体，工挖去7个小立方体。Sierpinski海绵的递归调用是通过反复使用生成元来取代每一个小立方体进行的。 每个立方体在图形显示上是由前面，顶面，和右面3个面构成。设立方体左上角点为（x，y），边长为d。对于顶面和右面，由于其是平行四边形，其夹角为45度的斜边的水平投影 dx=d*cos(π/4)，垂直投影dy=d*sin（π/4）。因为dx=dy，所以全部以dx代替。 对于前面，顺时针方向的4个顶点(x,y)，(x+d,y)，(x+d,y+d)，(x,y+d)。 对于顶面，顺时针方向的4个顶点(x,y)，(x+dx,y-dx)，(x+d+dx,y-dx)，(x+d,y)。 对于右面，顺时针方向的4个顶点(x+d,y)，(x+d+dx,y-dx)，(x+d+dx,y+d-dx)，(x+d,y+d)。 Sierpinski海绵可以看成是由上中下3层组成，其上层和下层分别由8个小立方体组成，每层的当中是空心的，中层是由4个小立方体组成，这4个立方体分别位于4个边角上。 2.2、消隐方法——画家算法 先从据视点最远的小立方体开始，由远到近，逐个绘制小立方体，当远、近两处的小立方体投影重叠时，则据视点近的小立方体将遮住远处的小立方体，计算机屏幕上将显示近处的小立方体颜色。 2.3、堆积立方体的递归 图3-1 图3-2 为进行递归，需要计算8个小立方体， 对于下层4个小立方体，按画家算法小立方体编号如图3-1所示。 编号1：:（x+dx,y-dx+d,d) 编号2：: (x+d+dx,y-dx+d,d) 编号3 (n-1,x,y+d,d) 编号4：(x+d,y+d,d) 对于上层4个小立方体，按画家算法小立方体编号如图3-2所示。 编号5：（x+dx,y-dx） 编号6：（x+d+dx,y-dx） 编号7：（x,y） 编号8：（x+d,y） 三、算法实现 3.1、主窗体 在菜单栏单击“开始 ”按钮得如图1所示的平均分割立方体程序主页面。 输入切割深度n，可得到分个立方体图形。 图1 程序主界面 3.2、编辑菜单资源 设计图6的菜单项，在工作区的ResourceView标签中，单击Menu项，然后双击其子项IDR_MAINFRAME，并根据表1的定义编辑菜单资源 表1 菜单资源表 菜单标题 标示符ID 开始 ID_Sponge 3.3、添加消息处理函数 利用建立类向导为程序添加与菜单项相关的消息处理函数，ClassName栏中选择CMyView,根据表2建立如下的消息映射函数，类向导会自动完成有关的函数声明。 表2 菜单项消息处理函数 菜单项ID 消息 消息处理函数 ID_Sponge CONMMAN OnSponge() 3.4、添加代码 1.于TestView.h文件中的函数class CChengView : public CView里添加如下代码： // Operations public: void cubicf(double,double,double); //绘制立方体前面的函数 void cubict(double,double,double); //绘制立方体顶面的函数 void cubicr(double,double,double); //绘制立方体右面的函数 void sponge(int ,double,double,double); //绘制立方体函数 // Overrides // ClassWizard generat