计算机图形学课设(含所有程序图文).docVIP

计算机图形学课程设计报告

系〔院〕：计算机科学学院

专业班级：信计11102

姓名：吴家兴

学号：201106262

指导教师：严圣华

设计时间：2014.6.16-2014.6.26

设计地点：10教机房

(此处目录根据自己情况可以调整改动)

TOC\o1-2\h\z\u一、课程设计目的 3

二、课程设计具体要求 3

三、需求分析与总体设计 4

四、详细设计与实现[含关键代码和实现界面] 7

五、小结 7

课程设计目的

计算机图形学课程设计是验证、稳固和补充课堂讲授的理论知识的必要环节，通过上机实验，培养学生的自学能力、动手能力、综合运用知识解决实际问题的能力。要求学生运用计算机图形学理论与技术设计、编写、调试程序并撰写课程设计报告。

课程设计具体要求

1.独立完成设计并撰写课程设计报告。

2.在规定时间将程序和设计报告用附件(信计111X班XXX图形学课设报告.RAR)发送到274548837@qq，并上交纸质打印稿〔A4纸10页左右〕。

3.课程设计报告内容包括：

(1)列出设计者姓名及本人详细信息、所用开发工具；

(2)程序的根本功能介绍；

(3)程序实现步骤和关键算法的理论介绍；

(4)关键源代码实现说明。〔不要打印全部源程序！〕

(5)程序运行界面截图〔3幅左右〕

(6)课设总结和自我评价。

4.《计算机图形学》课程的知识结构体系：

〔1〕课设为期两周：总学时为40学时，2学分

〔2〕学生必须完成二维线画图元和二维填充图元两个大功能。二维裁剪和二维图形变换至少实现两个内容。总共不少于10个算法。

(3)程序应做到：通用性、交互性、界面友好性！

三、需求分析与总体设计

1、Bresenham根本算法(含画圆与画线)：

过各行各列象素中心构造一组虚拟网格线。按直线从起点到终点的顺序计算直线与各垂直网格线的交点，然后根据误差项的符号确定该列象素中与此交点最近的象素。

设直线方程为：

其中k=dy/dx。因为直线的起始点在象素中心，所以误差项d的初值d0＝0。

X下标每增加1，d的值相应递增直线的斜率值k，即d＝d＋k。一旦d≥1，

就把它减去1，这样保证d在0、1之间。

当d≥0.5时，最接近于当前象素的右上方象素〔〕

当d0.5时，更接近于右方象素〔〕。

为方便计算，令e＝d-0.5，e的初值为-0.5，增量为k。

当e≥0时，取当前象素〔xi，yi〕的右上方象素〔〕；

而当e0时，更接近于右方象素〔〕。

可以改用整数以防止除法。

3.数值微分(DDA)法

过端点的直线段L：y=kx+b,直线斜率为

从x的左端点开始，向x右端点步进。步长=1(个象素)，计算相应的y坐标y=kx+b；取象素点(x,round(y))作为当前点的坐标

4.中点画线法

当前象素点为(xp,yp)。下一个象素点为P1或P2。

设M=(xp+1,yp+0.5)，为p1与p2之中点，Q为理想直线与x=xp+1垂线的交点。将Q与M的y坐标进行比拟。

当M在Q的下方，那么P2应为下一个象素点；

当M在Q的上方，应取P1为下一点。

构造判别式:d=F(M)=F(xp+1,yp+0.5)=a(xp+1)+b(yp+0.5)+c，其中a=y0-y1,b=x1-x0,c=x0y1-x1y0。

当d0，M在L(Q点)下方，取右上方P2为下一个象素；

当d0，M在L(Q点)上方，取右方P1为下一个象素；

当d=0，选P1或P2均可，约定取P1为下一个象素；

但这样做，每一个象素的计算量是4个加法，两个乘法。

d是xp,yp的线性函数，因此可采用增量计算，提高运算效率。

假设当前象素处于d?0情况，那么取正右方象素P1(xp+1,yp),要判下一个象素位置，应计算d1=F(xp+2,yp+0.5)=a(xp+2)+b(yp+0.5)=d+a；增量为a。

假设d0时，那么取右上方象素P2(xp+1,yp+1)。要判断再下一象素，那么要计算

d2=F(xp+2,yp+1.5)=a(xp+2)+b(yp+1.5)+c=d+a+b；增量为a＋b。

5.几何变换(平移与旋转)以一条直线段为例，完成目