計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)--圓柱面圖像紋理映射算法

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計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)--圓柱面圖像紋理映射算法_第1頁(yè)

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1、　　《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》　　課程學(xué)習(xí)報(bào)告　　項(xiàng)目題目：圓柱面圖像紋理映射算法　　目錄　　項(xiàng)目描述.......................

2、.............................................................................................................1　　1.1圓柱面的建立和二維圖像紋理的綁定....................................................................

3、..........1　　1.2坐標(biāo)系的建立......................................................................................................................1　　二、項(xiàng)目需求.............................

4、.......................................................................................................1　　2.1 幾何構(gòu)造的原理..................................................................................

5、...............................1　　2.2、動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)2　　2.3 紋理的設(shè)計(jì)2　　2.3.1 紋理映射的原理2　　2.3.2 紋理定義2　　三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)..................

6、..................................................................................................................3　　3.1、窗口設(shè)計(jì)以及各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)3　　3.1.1 窗口設(shè)計(jì)函數(shù)3　　3.1

7、.2 點(diǎn)表函數(shù)4　　3.1.3 面表函數(shù)4　　3.1.4 繪制圓柱函數(shù)6　　3.1.5 透視變換函數(shù)8　　3.1.6 讀入紋理函數(shù)8　　3.1.7 背景函數(shù)9　　3.1.8 時(shí)

8、間函數(shù)....................................................................................................................9　　3.1.9 動(dòng)畫(huà)控制函數(shù).................................................................

9、...........................................10　　四、項(xiàng)目效果..................................................................................................................................10&l

10、t;p>　　4.1構(gòu)造圖形分析以及坐標(biāo)系變換的效果.....................................11　　項(xiàng)目總結(jié)..............................................................................................................................

11、....11　　參考文獻(xiàn)..................................................................................................................................12　　項(xiàng)目描述

12、0; 　　1.1、圓柱的建立和二維圖像紋理的綁定　　以屏幕客戶區(qū)中心為體心建立圓柱面的幾何模型。讀入二維位圖圖像紋理，將紋理綁定到圓柱上。使用材質(zhì)慢反射率

13、設(shè)置紋理顏色，光源顏色設(shè)置為白色。使用Phong明暗處理繪制光照紋理圓柱面動(dòng)畫(huà)　　1.2、坐標(biāo)系的建立　　1>、自定義屏幕三維左手坐標(biāo)，原點(diǎn)位于客戶區(qū)中心，x軸水平向右為正，y軸垂直向上為正，z軸指向屏幕內(nèi)部，　　2>、建立三維用戶右手坐標(biāo)系{O；x，y，z}，原點(diǎn)O位于客戶區(qū)中心，x軸水平向右，y垂

14、直向上，z軸指向讀者。　　項(xiàng)目需求　　2.1、幾何構(gòu)造的原理　　圓柱面采用平面四邊形小面逼近，需要根據(jù)周向相鄰2個(gè)小面的法矢量計(jì)算平均法矢量。對(duì)于索引號(hào)（i，j）的頂點(diǎn)，其相鄰頂點(diǎn)的索引號(hào)如圖所示。圖中箭頭所示為每個(gè)小面的邊矢量，倆個(gè)邊矢量的叉積得到小面的法矢量Ni。小面的平

15、均法矢量N的計(jì)算公式為N=　　2.2、動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)　　實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)的函數(shù)　　void CMy123054212View::OnPlay() 　　{

16、;　　// TODO: Add your command handler code here　　bPlay=bPlay?FALSE:TRUE;　　if(bPlay)//設(shè)置定時(shí)器　　SetTimer(1,150,NULL);　　E

17、lse　　KillTimer(1);　　}　　設(shè)定動(dòng)畫(huà)時(shí)間　　void CTestView::OnTimer(UINT nIDEvent)//動(dòng)畫(huà)時(shí)間函數(shù)

18、　　{　　// TODO: Add your message handler code here and/or call default　　Beta=5;　　tran.RotateY(Beta);

19、　　Invalidate(FALSE);　　CView::OnTimer(nIDEvent);　　}　　2.3、紋理的設(shè)計(jì)　　2.3.1 紋理映射的原理

20、　　使用MFC的資源標(biāo)簽頁(yè)加載二維圖像紋理，DDB位圖的標(biāo)識(shí)取為IDB_TEXTURE。將紋理讀入二維數(shù)組中，將紋理圖像綁定到圓柱面的側(cè)面網(wǎng)格頂點(diǎn)上。將圖像紋理的顏色值作為材質(zhì)漫反射率和環(huán)境光反射率，鏡面反射光設(shè)置為白光，使用Phong明暗處理繪制光照紋理圓柱面。　　2.3.2 紋理的定義　　在CTestView類內(nèi)添加成員函數(shù)Rea

21、dVertex（），將紋理綁定到圓柱面?zhèn)让娴捻旤c(diǎn)上，CT2類定義了紋理坐標(biāo)的（u，v）。由于底面和頂面采用三角形網(wǎng)格逼近，所以使用CT2類定義了Texture4和Texture3紋理數(shù)組。圓柱的側(cè)面使用周向平均法矢量計(jì)算光照。填充底面頂面的三角形面片時(shí)，進(jìn)行了特殊處理。然后添加ReadImage()讀入紋理。　　項(xiàng)目設(shè)計(jì)<p&g

22、t;　　3.1、窗口設(shè)計(jì)以及各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)　　3.1.1窗口設(shè)計(jì)函數(shù)　　BOOL CMy123054212App::InitInstance() 　　{// The one and only window has been initialized, so show and update it.

23、;　　m_pMainWnd->ShowWindow(SW_MAXIMIZE);　　m_pMainWnd->SetWindowText("1234054212劉美艷");　　m_pMainWnd->UpdateWindow();　　return TRUE;

24、　　}　　3.1.2、點(diǎn)表函數(shù)　　void CMy123054212View::ReadVertex()//點(diǎn)表　　{　　double r=144;//圓

25、柱底面半徑　　h=500;//圓柱的高　　cTheta=10;//周向夾角　　cNum=10;//縱向間距　　N1=360/cTheta;//N1周向網(wǎng)格數(shù)　　N2=Round(h/cNum);//N2縱向網(wǎng)格數(shù)

26、;　　V=new CP3[N1*(N2+1)+2];//頂點(diǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)組　　T=new CT2[N1*(N2+1)+2];//紋理動(dòng)態(tài)數(shù)組　　N=new CVector[N1*(N2+1)+2];//法矢量動(dòng)態(tài)數(shù)組　　double cTheta1,cNum1;<p&

27、gt;　　V[0].x=0;V[0].y=0;V[0].z=0;//底面中心　　T[0].u=0;T[0].v=0;//閑置　　for(int i=0;i<N2+1;i++)//縱向　　{　　cNum1=i*cNum;</

28、p>　　for(int j=0;j<N1;j++)//周向　　{　　cTheta1=j*cTheta*PI/180;　　V[i*N1+j+1].x=r*cos(cTheta1);　　V[i*N1+j+

29、1].y=cNum1;　　V[i*N1+j+1].z=r*sin(cTheta1);　　T[i*N1+j+1].u=(2*PI-cTheta1)/(2*PI)*(bmp.bmWidth-1);//u(0->1)　　T[i*N1+j+1].v=V[i*N1+j+1].y/h*(bmp.bmHeight-1);

30、//v(0->1)　　}　　}　　V[N1*(N2+1)+1].x=0;V[N1*(N2+1)+1].y=h;V[N1*(N2+1)+1].z=0;//頂面中心T[N1*(N2+1)+1].u=0;T[N1*(N2+1)+1].v=

31、0;//閑置　　}　　3.1.3、面表函數(shù)　　void CMy123054212View::ReadFace()//面表　　{　　//設(shè)置二維動(dòng)態(tài)數(shù)組&l

32、t;/p>　　F=new CFace *[N2+2];//縱向　　for(int n=0;n<N2+2;n++)　　F[n]=new CFace[N1];//周向　　for(int j=0;j<N1;j++)//構(gòu)造底部三角形面片&

33、lt;b>　　{　　int tempj=j+1;　　if(N1==tempj) tempj=0;//面片的首尾連接　　int BottomIndex[3];//底部三角形面片索引號(hào)數(shù)組　　BottomIndex[0]=0;

34、　　BottomIndex[1]=j+1;　　BottomIndex[2]=tempj+1;　　F[0][j].SetNum(3);　　for(int k=0;k<F[0][j].vN;k++)//面片中頂點(diǎn)索引號(hào)　　F[0][j].vI[k]=B

35、ottomIndex[k];　　}　　for(int i=1;i<N2+1;i++)//構(gòu)造圓柱體四邊形面片　　{　　for(int j=0;j<N1;j++)

36、　　{　　int tempi=i+1;　　int tempj=j+1;　　if(N1==tempj) tempj=0;　　int BodyIndex[4];//圓柱體四邊形面片索引號(hào)數(shù)組&l

37、t;p>　　BodyIndex[0]=(i-1)*N1+j+1;　　BodyIndex[1]=(tempi-1)*N1+j+1;　　BodyIndex[2]=(tempi-1)*N1+tempj+1;　　BodyIndex[3]=(i-1)*N1+tempj+1;

38、　F[i][j].SetNum(4);　　for(int k=0;k<F[i][j].vN;k++)　　F[i][j].vI[k]=BodyIndex[k];　　}　　}</p&

39、gt;　　for(j=0;j<N1;j++)//構(gòu)造頂部三角形面片　　{　　int tempj=j+1;　　if(N1==tempj) tempj=0;　　int TopIndex[3];//頂部三角形面片

40、索引號(hào)數(shù)組　　TopIndex[0]=N1*i+1;　　TopIndex[1]=N1*(i-1)+tempj+1;　　TopIndex[2]=N1*(i-1)+j+1;　　F[N2+1][j].SetNum(3);　　for(i

41、nt k=0;k<F[N2+1][j].vN;k++)　　F[N2+1][j].vI[k]=TopIndex[k];　　}　　}　　3.1.4、繪制圓柱函數(shù)<

42、p>　　void CMy123054212View::DrawObject(CDC *pDC)//繪制圓柱面　　{　　CalNormal();　　CZBuffer *zbuf=new CZBuffer;//申請(qǐng)內(nèi)存　　zbuf-

43、>InitDeepBuffer(800,800,1000);//初始化深度緩沖器　　CPi3 Point3[3];//底面與頂面三角形頂點(diǎn)數(shù)組　　CT2 Texture3[3];//底面與頂面三角形紋理數(shù)組　　CVector Normal3[3];//底面與頂面三角形法矢量數(shù)組<

44、;p>　　CPi3 Point4[4];//側(cè)面四邊形頂點(diǎn)數(shù)組　　CT2 Texture4[4];//側(cè)面四邊形紋理數(shù)組　　CVector Normal4[4];//側(cè)面四邊形法矢量數(shù)組　　for(int i=0;i<N2+2;i++)　　{

45、　　for(int j=0;j<N1;j++)　　{　　CVector ViewVector(V[F[i][j].vI[0]],ViewPoint);//面的視矢量　　ViewVector=ViewVecto

46、r.Normalize();//單位化視矢量　　F[i][j].SetFaceNormal(V[F[i][j].vI[0]],V[F[i][j].vI[1]],V[F[i][j].vI[2]]);//計(jì)算小面片法矢量　　F[i][j].fNormal.Normalize();//單位化法矢量　　if(Dot(Vi

47、ewVector,F[i][j].fNormal)>=0)　　{　　if(3==F[i][j].vN)//處理三角形面片　　{　　for(int m=0;m<F[i][j].vN;m+

48、+)　　{　　PerProject(V[F[i][j].v　　I[m]]);　　Point3[m]=ScreenP;　　Normal3[m]=F[i][j

49、].fNormal;　　}　　double tempj=j+1;//對(duì)三角形面片進(jìn)行特殊處理　　Texture3[0].u=cTheta*(j+0.5)/360.0;Texture3[0].v=0.0; 　　Texture3[1].

50、u=cTheta*(j+0.5)/360.0;Texture3[1].v=0.0;　　Texture3[2].u=cTheta*tempj/360.0; Texture3[2].v=0.0;　　zbuf->SetPoint(Point3,Normal3,Texture3,3);//初始化　　zbuf-&g

51、t;CreateBucket();//創(chuàng)建桶表　　zbuf->CreateEdge();//創(chuàng)建邊表　　zbuf->Phong(pDC,ViewPoint,pLight,pMaterial,Image);//填充三角形　　zbuf->ClearMemory();<p

52、>　　}　　else//處理四邊形面片　　{　　for(int m=0;m<F[i][j].vN;m++)　　{<p

53、>　　PerProject(V[F[i][j].vI[m]]);　　Point4[m]=ScreenP;　　Normal4[m]=N[F[i][j].vI[m]];　　Texture4[m]=T[F[i][j].vI[m]];　　}</b&g

54、t;　　if(N1-1==j)//消除圖像紋理的接縫　　{　　Texture4[2].u=0.0;　　Texture4[3].u=0.0;　　}<

55、/p>　　zbuf->SetPoint(Point4,Normal4,Texture4,4);//初始化　　zbuf->CreateBucket();//創(chuàng)建桶表　　zbuf->CreateEdge();//創(chuàng)建邊表　　zbuf->Phong(pDC,ViewP

56、oint,pLight,pMaterial,Image);//填充四邊形　　zbuf->ClearMemory();　　}　　}　　}

57、;　　}　　delete zbuf;　　}　　3.1.5、透視變換函數(shù)　　void CMy123054212View::PerProject(CP3 P)//透視變換<

58、/p>　　{　　CP3 ViewP;　　ViewP.x=P.x*k[3]-P.z*k[1];//觀察坐標(biāo)系三維坐標(biāo)　　ViewP.y=-P.x*k[8]+P.y*k[2]-P.z*k[7];　　ViewP.

59、z=-P.x*k[6]-P.y*k[4]-P.z*k[5]+R;　　ViewP.c=P.c;　　ScreenP.x=d*ViewP.x/ViewP.z;//屏幕坐標(biāo)系三維坐標(biāo)　　ScreenP.y=Round(d*ViewP.y/ViewP.z);　　ScreenP.z=

60、Far*(1-Near/ViewP.z)/(Far-Near);　　ScreenP.c=ViewP.c;　　}　　3.1.6、讀入紋理　　void CMy123054212View::ReadImage()//讀入紋理</p&g

61、t;　　{　　CBitmap NewBitmap;　　NewBitmap.LoadBitmap(IDB_TEXTURE);//調(diào)入DDB位圖　　NewBitmap.GetBitmap(&bmp);//將CBitmap的信息保存到Bitmap結(jié)構(gòu)體

62、中　　int nbytesize=bmp.bmWidthBytes*bmp.bmHeight;　　im=new BYTE[nbytesize];　　NewBitmap.GetBitmapBits(nbytesize,(LPVOID)im);　　Image=new COLO

63、RREF*[bmp.bmHeight];　　for(int n1=0;n1<bmp.bmHeight;n1++)　　Image[n1]=new COLORREF[bmp.bmWidth];　　for(n1=0;n1<bmp.bmHeight;n1++)&l

64、t;b>　　{　　for(int n2=0;n2<bmp.bmWidth;n2++)　　{　　int pos=n1*bmp.bmWidthBytes+4*n2;//顏色分量位置　　n1=bmp.bmHe

65、ight-1-n1;//位圖從左下角向右上角　　Image[n1][n2]=RGB(im[pos+2],im[pos+1],im[pos]);　　}　　}　　delete []im;</p&

66、gt;　　}　　3.1.7、背景函數(shù)　　BOOL CMy123054212View::OnEraseBkgnd(CDC* pDC) 　　{　　// TODO: Add you

67、r message handler code here and/or call default　　return TRUE;　　}　　3.1.8、時(shí)間函數(shù)　　void CMy123054212View::OnTimer(UINT nID

68、Event) 　　{　　// TODO: Add your message handler code here and/or call default　　Beta=5;　　tran.RotateY

69、(Beta);　　Invalidate(FALSE);　　CView::OnTimer(nIDEvent);　　}　　3.1.9、動(dòng)畫(huà)控制函數(shù)　　void CMy123054212View::

70、OnUpdatePlay(CCmdUI* pCmdUI) 　　{　　// TODO: Add your command update UI handler code here　　if(bPlay)

71、　　{　　pCmdUI->SetCheck(TRUE);　　pCmdUI->SetText("停止");　　}　　else&l

72、t;/p>　　{　　pCmdUI->SetCheck(FALSE);　　pCmdUI->SetText("開(kāi)始");　　}<b&g

73、t;　　}　　項(xiàng)目效果　　4.1構(gòu)造圖形分析以及坐標(biāo)系變換的效果　　項(xiàng)目總結(jié)　　本項(xiàng)目將一幅位圖映射到圓柱面上，并進(jìn)行了光照計(jì)算。由于圓柱面?zhèn)让娴恼归_(kāi)圖是長(zhǎng)方形，如果取得圖像大

74、小為側(cè)面展開(kāi)圖的大小，則圓柱面上的像素與圖像上的像素有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。本項(xiàng)目在點(diǎn)表中進(jìn)行圖像紋理綁定。對(duì)于單幅圖像映射，一般在點(diǎn)表中綁定；對(duì)于多幅圖像映射，一般在面表中綁定。側(cè)面四邊形頂點(diǎn)的法矢量取為周向2個(gè)表面的平均法矢量。圓柱面試閉合的二次曲面，這要求對(duì)圖像紋理閉合處進(jìn)行特殊處理，處理方法見(jiàn)DrawObject（）函數(shù)。　　六、參考文獻(xiàn)

眾賞文庫(kù)> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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