计算机图形学实验报告和代码.docVIP

第 1 章 概述 一、教学目标 通过本章的学习，使学生能够了解计算机图形学的基本概念、研究内容；当前的发展概况；本门课程的特点和应用。 二、教学要求 了解。1.计算机产生的图形有规律、光滑。它是按数学方法产生的，规矩整齐，有着像数学一样的严格性。 2.计算机产生的图形纯净美观、无噪声干扰。 3.通过计算机产生的图形不仅能描绘客观世界的各种对象，也能描绘纯粹是想像的主观世界中的各种对象。 4.交互式计算机图形显示可由用户控制，产生的图形可修改性强，且速度快、差错少。 应用领域： 1.计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)计算机图形学被用来进行土建工程、机械结构和产品的设计，包括设计飞机、汽车、船舶的外形和发电厂、化工厂等的布局，也能够对电子线路或电子器件进行设计。 2.事务管理中交互式绘图 绘制事务管理中的各种图形，如统计数据的二维及三维图形、直方图、线条图、表示百分比的扇形图等等，还可绘制工作进程图，库存和生产进程图以及大量的其他图形。所有这些都以简明的形式呈现出数据的模型和趋势以增加对复杂现象的理解并促进决策的制定。 3.地理信息系统（GIS） 地理信息系统是建立在地理图形基础上的信息管理系统，是图形技术、数据库技术以及管理信息的结合。 4.办公自动化和电子出版技术 图形显示技术在办公自动化和事务处理中的使用，有助于数据及其相互关系的有效表达，因而有利于人们进行正确的决策。利用交互式图形显示技术的支持可以进行资料、文稿、书刊、手册的编写、修改。制图、制表、分页、排版。 5.计算机辅助教学（CAI） 计算机辅助教学系统利用图形显示设备或电视终端，可以有声有色生动地演示物理、化学、生物、外语等教学内容，让学生（用户）使用人机交互手段，进行学习和研究，绘图或仿真操作，使整个教学过程直观形象，有利于加深理解所学知识。 6.过程控制 在过程控制中，常常将计算机与现实世界中的其他设备连成一个系统。计算机图形显示设备常用来显示系统中关键部位的状态，如炼油厂、发电厂的状态显示器可显示出由传感器送来的压力、温度、电压、电流等数据，从而使操作人员可对异常情况作出反应。 1.4 计算机图形学当前研究的课题 1.造型技术 研究的是如何在计算机中构造出二维、三维物件模 型的基本方法和手段。 2.三维信息重建技术 研究一些算法，使得计算机图形系统能自动地将三视图转换成相应的立体图。 3.图形数据库 研究如何以基本的图形为数据项而建立起一个能快速查找各个图形的图形库。 4.动态绘图 在交互式绘图中，不仅可以在屏幕上对图形进行修改、删除、编辑等，还可以进行动态分析。 5.CG、CAD、CAM三者一体化 计算机图形学（CG）、计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）有机结合在一起，形成所谓一体化软件。 6.应用软件开发环境的通用化和标准化 用户界面管理系统UIMS、窗口管理系统、网络文件格式等，并使之通用化和标准化。 7.虚拟现实环境的生成（Virtual Reality简称 VR） 利用计算机生成一种模拟环境（如飞机驾驶舱、操作现场等），通过多种传感、设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。 8.科学计算可视化 通过对空间数据场构造中间几何图素或用图形绘制技术在屏幕上产生二维图像。 1.5 计算机图形学生成和输出的流水线 再谈矢量法和描点法 矢量法-向量图形-简单图形-计算机绘图命令-向量图 描点法-点阵图形-复杂图形-文件存储大小-位图 比较：几条自由曲线构成的图形和一幅有炫彩动物的卡通图形 (1) 点阵图形点的信息； (2) 向量图形的尺寸变化； 九、作业 课后习题 十、本章小结 在本章中，对计算机图形学的基本概念和研究内容进行了概述，对发展概况和应用领域进行了说明。 第2章 计算机图形系统 一、教学目标 通过对本章的学习，要求熟悉计算机图形系统的组成/各种图形显示器、图形输入/输出设备。 二、教学要求 1、了解GKS）简介 5. 通用图形软件简介 四、教学重点、难点及解决方法 重点是熟悉计算机图形系统的组成/各种图形显示器、图形输入/输出设备。 五、课时安排 4学时 六、教学设备 课堂教学 七、检测教学目标实现程度的具体措施和要求 通过课堂提问的方式来检测学生对基本概念的掌握程度。 八、教学内容 2.1 计算机图形系统的组成 一. 图形系统的结构 由硬件和软件两部分组成。 二.图形系统的基本功能及其硬件性能要求 计算机图形系统至少应具有以下五个方面基本功能: 1.计算功能 （1）形体设计和分析方法的程序库，描述形体的图形数据库。 （2）坐标的