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Solar System 计算机图形学 课程报告 文档编号： 报告名称： 算法设计 编 写： 谢天添0743111185 编写日期： 2009-12 指导老师： 李征 审核日期： 1 图形学基本原理 3 1.1 几何变换相关原理 3 1.2 几何图形像素化相关原理 3 1.3 光照模型相关原理 3 2 系统界面与操作说明（阐述如何操作你的软件） 3 2.1 系统界面与图形显示示例 3 2.2 操作说明（配合图示进行说明） 4 3 源程序： 8 3.1 太阳系概述： 8 3.2 数据收集： 8 3.3 类设计： 9 3.3.1 Main Class 9 3.3.2 辅助类： 9 3.3.3 模块增强类： 10 3.4 功能设计： 11 3.4.1 反锯齿： 11 3.4.2 帧率 12 3.4.3 大气云层 13 3.4.4 太阳特效 14 3.4.4.1 流动 14 3.4.4.2 Glow: 15 3.4.5 光属性 15 3.5 代码实现： 15 3.5.1 Star 类： 15 3.5.2 Galaxy 类： 23 3.5.3 Cskysphere 类： 27 3.5.4 C4_Antiliasing 类： 34 3.5.5 ChaseCamera 类： 37 3.5.6 C4_Selector 类： 39 3.5.7 main 函数 40 4 小结 48 4.1 总结在原理理解、程序设计中所遇到的困难是如何解决的，可以举出1至2个例子。 48 4.2 总结本门课程所学到的知识。 48 5 参考文献 49 6 运行截图 49 图形学基本原理 几何变换相关原理 几何变换所涉及坐标系和变换如下： Object coordinates---modelview Matrix( eye coordinates—projectionmatrix( clip coordinate----perspectiveMatrix( normalized device coordinates---viewportTransformation( window coordinates. 几何图形像素化相关原理 几何图形像素化就是几何图形经过一系列的变换后储存在帧缓存中的图形，经过其他的一些操作后，将输出到屏幕坐标。由于光栅化前这些坐标是浮点连续的。而屏幕坐标系是离散的像素点。几何图形像素画就是将这些连续的图形变为离散的像素点集并且确保正确的渲染。如果没有该步骤，几何图形是不能渲染到使用像素的屏幕坐标。 光照模型相关原理 点光源：向四面八方发射光线的单点。 聚光灯光源：从特定地点射向特定方向的光源。 平行光源：从无限远处射来的点光源。 面光源：从一个平面发出平行光的光源。 最终的每个像素color输出为几何点在光珊化中环境光，漫反射和镜面光的叠加。 系统界面与操作说明（阐述如何操作你的软件） 系统界面与图形显示示例 左下角：camera的数据，当前帧率。 操作说明（配合图示进行说明） 在该太阳系中，提供以下几个键： F:摄像机到目标物体的距离增加5。 R:摄像机到目标物体的距离减少5。 [:开启或关闭反锯齿。 鼠标左键按住不放时，左右上下移动改变摄像机相对目标物体的位置， 但是不改变距离 选取一个星球，摄像机自动飞向该星球： 未操作前截图： 按F后 按R: 鼠标左键不放左上拖动 选取一个星球，摄像机自动飞向该星球： 过程图片： 到达图片： 目前在反据此模式下，点击“[” 关闭反锯齿： 这里只有通过帧数的改变显示出改变 源程序： 太阳系概述： 太阳系 （Solar System）就是我们现在所在的恒星系统。它是以太阳为中心，和所有受到太阳引力约束的天体的集合体：8颗行星冥王星已被开除、至少165颗已知的卫星，和数以亿计的太阳系小天体。这些小天体包括小行星、柯伊伯带的天体、彗星和星际尘埃。广义上，太阳系的领域包括太阳、4颗像地球的内行星、由许多小岩石组成的小行星带、4颗充满气体的巨大外行星、充满冰冻小岩石、被称为柯伊伯带的第二个小天体区。在柯伊伯带之外还有黄道离散盘面、太阳圈和依然属于假设的奥尔特云。 a(AU) 轨道 周期(yr) i(deg) e 自转周期 自转轴 倾斜（度） 质量（地球） 半径(地球) 水星 0.387 0.241 7.00 0.204 58.8d 0 0.055 0.383 金星 0.723 0.614 3.40 0.007 244d -2 0.815 0.949 地球 1.000 1.000 0.00 0.017 23.9h 23.5 1.000 1.000 火星 1.52 1.88 1.90 0.094 24.6h 2