计算机图形学课程设计报告——范文精要.doc

《计算机图形学》课程设计报告 题目名称： 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 年 月 日 Solar System（太阳系） 软件工程 专业 学生 王洋 指导老师 李征 [摘要]太阳系（Solar System）是以为中心，和所有受到太阳重力约束的的集合体 关键词：OpenGL VC6.0 太阳系 运转 角度 一、实验名称: Solar System（太阳系） 实验的目的和要求: 1．熟悉OpenGL基础函数 2．通过程序模拟太阳系运行 3．实现改变视角观测太阳系 三、实验的环境: 1．硬件环境:CPU Intel Pentium D ，1G内存 2.软件环境: 操作系统：Windows xp SP2 编译软件及版本：vc6.0 OpenGL环境 四、系统描述 1．太阳 太阳是恒星，能够自转,体积是太阳系中最大的,能够发光,处于太阳系中心位置. 2．八大行星 八大行星按与太阳距离从近到远分别为: 水星, 金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星,各有各的大小,其中以木星最大,以各自不同的公转速度绕太阳运行,并自转. 3.月球 月球是围绕地球旋转的卫星.体积是系统中最小的，旋转周期比较快。 五. 理论基础： 用windows api创建窗口,使用OpenGL绘制函数绘制球体,实现位图文件读取,并转换为纹理,使用系统时间控制球体转动,设置视点视角,通过改变视角从不同角度观测. 所使用的计算机图形学理论基础: 3D管道中的几何变换 旋转矩阵行向量为该矩阵坐标系在原坐标系上的坐标，列向量为原坐标系的向量在本旋转矩阵坐标系上的坐标。 旋转是欧氏变换；旋转、放缩是线性变换；旋转、放缩、平移是仿射变换；旋转、放缩、平移、透视投影是射影变换。 线性变换在四维空间,仿射变换在三维空间,射影必须采用摄像坐标系,仿射变换是到自身的一类变换. 齐次坐标就是将一个原本是n维的向量用一个n+1维向量来表示。 实数。显然一个向量的齐次表示是不唯一的，齐次坐标的h取不同的值都表示的是同一个点，比如齐次坐标[8,4,2]、[4,2,1]表示的都是二维点[2,1]。 它提供了用矩阵运算把二维、三维甚至高维空间中的一个点集从一个坐标系变换到另一个坐标系的有效方法。 世界坐标系到观测坐标系：平移，旋转。 透视投影，就是以中心投影为依据所作的透视图象。在投影中，三维物体的坐标沿平行线投影到观察平面上，它保持物体的有关比例不变内部参数是指摄像机的几何和光学参数包括焦距、缩放系数、摄像机光轴和像平面的交点Glulookat, Glperspective, Glmodelviewmatrix等函数可以完成对摄像机内、外参数的指定. void gluLookAt( GLdouble eyex, GLdouble eyey, GLdouble eyez, GLdouble centerx, GLdouble centery, GLdouble centerz, GLdouble upx, GLdouble upy, GLdouble upz ); eye=(eyex, eyey, eyez)是视点(原点)的位置 center = (centerx, centery, centerz)是视口中心点的位置 center - eye是z轴负方向 z = (eye - center) / |eye - center| up = (upx, upy, upz) - eye表示上方 x轴正方向x = up × z / |up × z| y轴正方向(就是正上方)y = z × xgluLookAt()相当于设定平移，旋转，倾斜三个基本的矩阵void gluPerspective( 　　GLdouble fovy, //角度 　　GLdouble aspect,//视景体的宽高比 　　GLdouble zNear,//沿z轴方向的两裁面之间的距离的近处 GLdouble zFar //沿z轴方向的两裁面之间的距离的远处) 2D管道中的像素操作 几何图形像素化就是将几何物体按照一些设定好的方法投影到屏幕上的过程和方法. 像素化就是在图像上每隔一段距离取一个点，作为该区域的颜色代表。将其数字化。这种存储转化叫做像素化。因为计算机不能处理无限的，只能处理有限的，这样做能更好的抽象出对象，并处理。用几何线段和几何连接构成的图形叫做几何图形，一般是有点和线构成面，像素图形是像素化后得到的图形