計算機圖形學課程設計構造完整系統(tǒng)

1、計算機圖形學課程設計 ——構造完整系統(tǒng),小組成員：郝剛，陳燕月，林惠珍,課程設計要求,設計并實現(xiàn)一個能夠以真實感圖形顯示的造型系統(tǒng)。,主要完成的功能：,實現(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行三角面片的劃分，并對每個面進行消隱對每個可見面進行投影，并自動建立新邊表和有效邊表計算其光照，運用Phong模型插值得到面內(nèi)部的顏色值，生成具有真實感物體最后實現(xiàn)了物體的旋轉(zhuǎn),構造完整

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)光照模型計算三角面片三個頂點處的顏色值，并保存起來步驟3：將三角面片的三個頂點進行透視投影，將它們轉(zhuǎn)換到二維屏幕坐標系上。步驟4：根據(jù)透視投影得到的三個頂點自動建立新邊表和有效邊表步驟5：根據(jù)三個頂點的顏色值利用插值公式得到內(nèi)部各點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)的設計、輸入 投影、消隱,透視變換用戶坐標系?觀察坐標系?屏幕坐標系,凸多面體消隱算法,對于凸多面體的任一個面，可以根據(jù)其外法矢量和視矢量的夾角θ來進行可見性檢測。如果兩個矢量的夾角0°≤θ＜90°時，表示該表面可見；如果90°＜θ≤180°時，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()//讀入點坐標ReadFace()//讀入面坐標,基本圖形的數(shù)據(jù)結構,在三維坐標系下，描述一個物體不僅需要頂點表，而且還需要邊表和面表，才能完全表達清楚。,立體的數(shù)據(jù)結構,,圖 4-14 邊表結點,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構,CreatBucket()//初始化桶結點Et()//構造邊表AddAet(Edge *NewEdge)//邊插入Aet表AetOrder()//對Aet表進行排序,旋轉(zhuǎn)變換,主要思想： 將視點按一定的角

6、度旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)物體的旋轉(zhuǎn)，期間光源的位置相對視點靜止，所以光源位置和視點同步旋轉(zhuǎn)。,視點旋轉(zhuǎn)新坐標： 改變Thta、Fei角即實現(xiàn)視點位置的改變光源位置和視點相對靜止，求新坐標的基函數(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、視點所處的位置（左上角、右上角等）做適當調(diào)整。,整體類框架的建立,主要類結構 P2d類：二維點坐標類 P3d類：三維點坐標類 Face類：面信息類 Verter類：用于向量運算的類 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公式計算出三角面片三個頂點的顏色值,光照模型的實現(xiàn),根據(jù)三個頂點的顏色值進行插值，得到內(nèi)部各點的顏色值。 首先利用對y插值的公式得到三角面片邊上的 兩個點的顏色值 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的顏色值,總結,加深了對課堂上學到的理論和算法的認識項目策劃，軟件開發(fā)和編