计算机图形学课程设计报告二维图形裁剪

计算机科学与技术学院

2013－2014学年第一学期

《计算机图形学》实验报告

班级： 学号： 姓名： 教师： 成绩：

实验项目（3、二维裁剪）

一、 实验目的与要求

（1） 掌握线段裁剪算法原理，并实现其算法。

（2） 理解多边形裁剪、字符裁剪算法思想，能编程实现其算法。

二、 实验内容

设计菜单程序，利用消息处理函数，完成以下要求：

（1） 实现直线段的标号法（Cohen-Sutherland）、矩形窗口裁剪算法。

（2） 参考教材中的算法，用矩形窗口实现多边形的Sutherland-Hodgman裁剪算法。

三、 重要算法分析

以下分析Cohen-Sutherland和Sutherland-Hodgman两个算法，其中Cohen-Sutherland算法的基本思想通过编码的方法快速实现对直线段的裁剪；Sutherland-Hodgman算法基本思想是用窗口的四条边所在的直线依次来裁剪多边形。 （一） Cohen-Sutherland算法

该算法的基本思想是：对于每条待裁剪的线段P1,P2分三种情况处理：

(1) 若P1P2完全在窗口内，则显示该线段。 (2) 若P1P2完全在窗口外，则丢弃该线段。

(3) 若线段既不满

二维图形裁剪 课程设计

1. 二维图形裁剪

1.1 裁剪的定义

当用户在平面上定义一个窗口后，总希望把落在窗口内的部分图形映射到视图区中，而把在窗口以外的图形运用裁剪方法去掉而不予输出。这种平面上的图形被平面上的矩形窗口所作的裁剪称为二维裁剪。 1.2 裁剪的分类

直线段裁剪 多边形裁剪 字符裁剪

1.3 裁剪的目的

判断图形元素是否落在裁剪窗口之内并找出其位于内部的部分

1.4 编码的定义

在计算机硬件中，编码（coding）是在一个主题或单元上为数据存储，管理和分析的目的而转换信息为编码值（典型地如数字）的过程。在软件中，编码意味着逻辑地使用一个特定的语言如C或C++来执行一个程序。在密码学中，编码是指在编码或密码中写的行为。

将数据转换为代码或编码字符，并能译为原数据形式。是计算机书写指令的过程，程序

设计中的一部分。在地图自动制图中，按一定规则用数字与字母表示地图内容的过程，通过编码，使计算机能识别地图的各地理要素。

n位二进制数可以组合成2的n次方个不同的信息，给每个信息规定一个具体码组，这

种过程也叫编码。

数字系统中常用的编码有两类，一类是二进制编码，另一类是二—十进制编码。

2. 基本功能

2.1

矩形窗口裁剪多边形

2.1.1 摘要

从矩形窗口裁剪任意多边形的

计算机图形学 课程设计报告 题 目： 三维线段的端点编码裁剪及显示 专业班级： 信计1101班 时 间： 2014年1月2日

计算机图形学课程设计报告

一、所选题目

三维线段的端点编码裁剪算法及显示

二、题目要求

对于三维线段，裁剪体为长方体，应用端点编码裁剪算法对线段进行裁剪，做XOY平面的平行投影，要求分别绘制裁剪体、带裁剪线段和裁剪后线段。

三、小组成员及具体分工

薛小娜（组长）：算法设计，编译 杨 益：算法分析

张龙娟：完善程序 程军强：报告总结

四、任务分析

本题主要包括两个任务：

（1）长方体及三维线段的显示流程；（2）三维线段的端点编码裁剪算法。 任务（1）中，包括长方体的定义：三维点结构（齐次坐标，结构中应有x, y, z, w分量）；面结构，其实为面的外环，即构成该面的顶点序列（逆时针顺序）；三维线段的两个端点；三维几何变换；平行投影变换；窗口-视区变换；

任务（2）中，长方体的六个边界定

计算机图形学 课程设计报告 题 目： 三维线段的端点编码裁剪及显示 专业班级： 信计1101班 时 间： 2014年1月2日

计算机图形学课程设计报告

一、所选题目

三维线段的端点编码裁剪算法及显示

二、题目要求

对于三维线段，裁剪体为长方体，应用端点编码裁剪算法对线段进行裁剪，做XOY平面的平行投影，要求分别绘制裁剪体、带裁剪线段和裁剪后线段。

三、小组成员及具体分工

薛小娜（组长）：算法设计，编译 杨 益：算法分析

张龙娟：完善程序 程军强：报告总结

四、任务分析

本题主要包括两个任务：

（1）长方体及三维线段的显示流程；（2）三维线段的端点编码裁剪算法。 任务（1）中，包括长方体的定义：三维点结构（齐次坐标，结构中应有x, y, z, w分量）；面结构，其实为面的外环，即构成该面的顶点序列（逆时针顺序）；三维线段的两个端点；三维几何变换；平行投影变换；窗口-视区变换；

任务（2）中，长方体的六个边界定

计算机图形学课程设计报告

《计算机图形学》实验报告

题目：3D真实感场景绘制 姓名： 郭继杰 学号： 2014214168 班级： 地信141 学院： 理学院

指导老师： 解山娟 日期： 2017年1月1日

计算机图形学课程设计报告

一、 实验目的

结合一学期所学计算机图形学知识，基于专业背景，使用OpenGL绘制简单的3D真实感图形场景。 二、 实验要求

应用光栅化算法、多边形裁剪计算以及消隐算法在场景绘制中，其中真实感场景绘制包括颜色模型、纹理模型、雾化模型、运动模型以及环境光、漫反射、镜面反射等光照模型设置。 三、 实验小组及任务分工

小组成员 金城 郭继杰 沈黎达 任务分工 纹理贴图，颜色模型，雾化模型 运动模型，光照模型 材料收集，代码整合 四、 实验内容 1.实验前期工作

前期工作经过小组成员充分讨论，资料收集，最终确定小组实验模板为以下两幅场景。目标是实现一艘简单3D帆船模型以及一辆3D小车模型

2.程序编译环境：Visual Studio 2012

计算机图形学课程设计报告

3.光照模型建立过程

光照模型建立流程图:

3.1设置

计算机图形学课程设计报告

《计算机图形学》实验报告

题目：3D真实感场景绘制 姓名： 郭继杰 学号： 2014214168 班级： 地信141 学院： 理学院

指导老师： 解山娟 日期： 2017年1月1日

计算机图形学课程设计报告

一、 实验目的

结合一学期所学计算机图形学知识，基于专业背景，使用OpenGL绘制简单的3D真实感图形场景。 二、 实验要求

应用光栅化算法、多边形裁剪计算以及消隐算法在场景绘制中，其中真实感场景绘制包括颜色模型、纹理模型、雾化模型、运动模型以及环境光、漫反射、镜面反射等光照模型设置。 三、 实验小组及任务分工

小组成员 金城 郭继杰 沈黎达 任务分工 纹理贴图，颜色模型，雾化模型 运动模型，光照模型 材料收集，代码整合 四、 实验内容 1.实验前期工作

前期工作经过小组成员充分讨论，资料收集，最终确定小组实验模板为以下两幅场景。目标是实现一艘简单3D帆船模型以及一辆3D小车模型

2.程序编译环境：Visual Studio 2012

计算机图形学课程设计报告

3.光照模型建立过程

光照模型建立流程图:

3.1设置

计算机图形学实验报告

实验一、 二维弹球游戏设计 一、实验目的与基本要求：

（1）掌握在VS2010或以上版本环境下如何配置OpenGL环境的方法； （2）熟悉OpenGL应用程序基本架构；

（3）培养良好的编程习惯和风格，学习撰写实验报告； （4）学习交互式游戏设计；

（5）通过小球移动、反弹、击中等功能实现学习二维几何的基本运算； （6）菜单的使用。

二、实验设备（环境）及要求

1. 操作系统：Windows XP 或 Windows 7

2. 编程环境：Microsoft Visual Studio 2010，OpenGL 库函数 3. 界面框架：Win32，MFC，QT选择其中一种

三、实验内容与步骤

实验分为以下几个步骤：

1.绘制游戏界面和基础物体（小球、挡板） 2.实现小球的发射及方向的控制

3.实现小球与墙壁和挡板、挡板与墙壁的碰撞算法 4.实现键盘控制的挡板移动

5.菜单游戏介绍及难度等级的选择 附加功能：

1.砖块的绘制和与小球的碰撞 2.砖块的消失

3.文字标识的游戏的输赢

4.增加了小球的生命数以及血量条

5.增加了背景图案的变化和背景颜色的切换

四、实现过程说明及成果展示：

1.绘制游戏界面和基础物体（小球

计算机图形学实验报告

实验一、 二维弹球游戏设计 一、实验目的与基本要求：

（1）掌握在VS2010或以上版本环境下如何配置OpenGL环境的方法； （2）熟悉OpenGL应用程序基本架构；

（3）培养良好的编程习惯和风格，学习撰写实验报告； （4）学习交互式游戏设计；

（5）通过小球移动、反弹、击中等功能实现学习二维几何的基本运算； （6）菜单的使用。

二、实验设备（环境）及要求

1. 操作系统：Windows XP 或 Windows 7

2. 编程环境：Microsoft Visual Studio 2010，OpenGL 库函数 3. 界面框架：Win32，MFC，QT选择其中一种

三、实验内容与步骤

实验分为以下几个步骤：

1.绘制游戏界面和基础物体（小球、挡板） 2.实现小球的发射及方向的控制

3.实现小球与墙壁和挡板、挡板与墙壁的碰撞算法 4.实现键盘控制的挡板移动

5.菜单游戏介绍及难度等级的选择 附加功能：

1.砖块的绘制和与小球的碰撞 2.砖块的消失

3.文字标识的游戏的输赢

4.增加了小球的生命数以及血量条

5.增加了背景图案的变化和背景颜色的切换

四、实现过程说明及成果展示：

1.绘制游戏界面和基础物体（小球

华东交通大学

图形学课程设计

课程设计名称：各种二维图形裁剪技术研究 姓名： 学号：

学院：基础学院

班级：信息与计算科学2010-1 指导老师： 小组成员：

目录

1、摘要 ……………………………………………………………2 2、二维图形裁剪……………………………………………………2 2.1 裁剪的原理 …………………………………………………2 2.2 裁剪的分类…………………………………………………3 2.2.1.线段的裁剪………………………………………………3 2.2.2多边形的裁剪……………………………………………5 2.2.3.圆和曲线的裁剪…………………………………………6 3、算法 ……………………………………………………………6 3.1 裁剪算法………………………………………………………7 3.2 裁剪圆算法…………………………………………………9 3.3 裁剪窗口是圆算法…………………………………………… 11 4、心得体会…………………………………………………………12 5、参考文献…………………………………………………………12 6、功能实现效果的图片展示……………………………………13

-

计算机图形学

计算机图形学

东北大学机械工程与自动化学院 工程图学教学与研究中心

肖平阳

计算机图形学

计算机图形学

计算机图形学

绪

论

随着计算机软、硬件的发展，计算机图形学已成为一门成 熟的学科，在计算机应用领域占有重要内容地位。 计算机图形学的定义 ISO(国际标准化组织)对其定义为：计算机图形学是研究通 过计算机将数据转换为图形，并在专用显示设备上显示的原理、 方法和技术的学科。 计算机图形学的IEEE定义 Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer.注：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 美国电子和电气工程师协会

计算机图形学

计算机图形学发展简史1950年 第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)旋风I号 (Whirlwind I)计算机的附件诞生了。该显示器用一个类似于示 波器的阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形。

1958年 美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪， GerBer公司把数控机床发展