計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)構(gòu)造完整系統(tǒng)

1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì) ——構(gòu)造完整系統(tǒng),小組成員：郝剛，陳燕月，林惠珍,課程設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠以真實(shí)感圖形顯示的造型系統(tǒng)。,主要完成的功能：,實(shí)現(xiàn)了立方體，圓錐體，球體的數(shù)據(jù)的輸入和模型的建立將輸入的體進(jìn)行三角面片的劃分，并對每個(gè)面進(jìn)行消隱對每個(gè)可見面進(jìn)行投影，并自動建立新邊表和有效邊表計(jì)算其光照，運(yùn)用Phong模型插值得到面內(nèi)部的顏色值，生成具有真實(shí)感物體最后實(shí)現(xiàn)了物體的旋轉(zhuǎn),構(gòu)造完整

2、系統(tǒng)的步驟,步驟1：將各種三維圖形的面劃分為三角面片的形式步驟2：根據(jù)光照模型計(jì)算三角面片三個(gè)頂點(diǎn)處的顏色值，并保存起來步驟3：將三角面片的三個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行透視投影，將它們轉(zhuǎn)換到二維屏幕坐標(biāo)系上。步驟4：根據(jù)透視投影得到的三個(gè)頂點(diǎn)自動建立新邊表和有效邊表步驟5：根據(jù)三個(gè)頂點(diǎn)的顏色值利用插值公式得到內(nèi)部各點(diǎn)的顏色值并顯示出來,小組分工,郝剛： 整體類框架的建立 Phong光照模型陳燕月：

3、 桶、邊表的自動建立 旋轉(zhuǎn)變換林惠珍： 各種物體數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)、輸入 投影、消隱,透視變換用戶坐標(biāo)系?觀察坐標(biāo)系?屏幕坐標(biāo)系,凸多面體消隱算法,對于凸多面體的任一個(gè)面，可以根據(jù)其外法矢量和視矢量的夾角θ來進(jìn)行可見性檢測。如果兩個(gè)矢量的夾角0°≤θ＜90°時(shí)，表示該表面可見；如果90°＜θ≤180°時(shí)，表示該表面不可見。,,,,,,,,,,,,,,

4、Z,X,Y,D,F,E,C,A,N,S,B,,?,圖9-11 三棱柱,主要函數(shù),InitParameter()//透視變換常數(shù)Project(P3d &P)//透視變換ReadPoint()//讀入點(diǎn)坐標(biāo)ReadFace()//讀入面坐標(biāo),基本圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在三維坐標(biāo)系下，描述一個(gè)物體不僅需要頂點(diǎn)表，而且還需要邊表和面表，才能完全表達(dá)清楚。,立體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),,圖 4-14 邊表結(jié)點(diǎn),其中，x為新增邊低端的x|ymin值

5、，用于判斷邊表在桶中的排序；ymax是該邊所在的最大掃描線值，用于判斷該邊何時(shí)成為無效邊。1/k是邊在x方向的變化量和在y方向的變化量的比值，即△x/△y。,桶、邊表的建立,,圖 4-15 邊表,桶、邊表的建立主要類結(jié)構(gòu),CreatBucket()//初始化桶結(jié)點(diǎn)Et()//構(gòu)造邊表AddAet(Edge *NewEdge)//邊插入Aet表AetOrder()//對Aet表進(jìn)行排序,旋轉(zhuǎn)變換,主要思想： 將視點(diǎn)按一定的角

6、度旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)物體的旋轉(zhuǎn)，期間光源的位置相對視點(diǎn)靜止，所以光源位置和視點(diǎn)同步旋轉(zhuǎn)。,視點(diǎn)旋轉(zhuǎn)新坐標(biāo)： 改變Thta、Fei角即實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)位置的改變光源位置和視點(diǎn)相對靜止，求新坐標(biāo)的基函數(shù)： Positionx=430*cos(PI/2+PI*Thta/180); Positiony=430*sin(PI/2+PI*Thta/180); Positionz=430*cos(PI/2+PI*Fei/180);根據(jù)光源相對

7、視點(diǎn)所處的位置（左上角、右上角等）做適當(dāng)調(diào)整。,整體類框架的建立,主要類結(jié)構(gòu) P2d類：二維點(diǎn)坐標(biāo)類 P3d類：三維點(diǎn)坐標(biāo)類 Face類：面信息類 Verter類：用于向量運(yùn)算的類 ModelColor類：顏色模型類 （包括r，g，b分量，且0<=r,g,b<=1） ModelLight類：光照模型類 （包括環(huán)境光、漫反

8、射光、鏡面反射光以及光源的位置信息）,光照模型的實(shí)現(xiàn),根據(jù)用戶輸入的材質(zhì)信息、環(huán)境光、漫反射光、鏡面反射光信息利用下述兩個(gè)公式計(jì)算出三角面片三個(gè)頂點(diǎn)的顏色值,光照模型的實(shí)現(xiàn),根據(jù)三個(gè)頂點(diǎn)的顏色值進(jìn)行插值，得到內(nèi)部各點(diǎn)的顏色值。 首先利用對y插值的公式得到三角面片邊上的 兩個(gè)點(diǎn)的顏色值 然后利用對x插值的公式得到三角面片一條掃描線上所用點(diǎn)的顏色值,總結(jié),加深了對課堂上學(xué)到的理論和算法的認(rèn)識項(xiàng)目策劃，軟件開發(fā)和編