【正文】 錯誤 !未找到引用源。 題 目 計算機圖形學(xué)基本圖元生成系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 學(xué)生姓名 劉曉東 學(xué)號 1118014007 所在學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級 計本 1101 班 指導(dǎo)教師 高虎 __ 完成地點 陜西理工學(xué)院 2020 年 6 月 3 日 計算機圖形學(xué)基本圖元生成系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 劉曉東 （陜西理工學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 1101 班，陜西 漢中 723001） 指導(dǎo)教師：高虎 [摘要 ]:本設(shè)計旨在提高計算機圖形學(xué)課程效果，直觀地顯示部分圖形學(xué)算法，將抽象知識可視化，方便學(xué)生理解。該系統(tǒng)以 VC++ 作為開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了基本圖元的生成，設(shè)置線條屬性、曲線和曲面的生成等，這一系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用會對圖形學(xué)課程的教學(xué)提供較大的幫助。 [關(guān)鍵詞 ]:計算機圖形學(xué)； VC++；可視 化 Computer Graphics Primitives to Generate Basic System Design and Implementation Liu Xiaodong （ Grade 11,Class 01, Major Computer Sinence and Technology ,School of Mathematics and Computer Science,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001, Shaanxi） Tutor:Gao Hu Abstract: This design aims to improve the effect of puter graphics course,display some visual graphics algorithms,make the abstract knowledge visualization,being convenient for studengs to VC++ as development environment,the system realizes the basic figure generated, seting line properties,curve and cured surface and application of this system will provide great help for graphics teaching. Key words: vc++。 puter graphics。 visualization 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 目 錄 引言 .......................................................1 1 課題描述 .................................................2 選題來源與背景 ............................................ 2 研究的目的與意義 .......................................... 2 設(shè)計思路 .................................................. 2 系統(tǒng)特點 .................................................. 3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 .............................................. 3 2 系統(tǒng)的功能分析與總體設(shè)計 .................................4 系統(tǒng)的功能需求分析 ........................................ 4 系統(tǒng)開發(fā)的內(nèi)容 ......................................... 4 系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能 ..................................... 4 總體設(shè)計 .................................................. 4 3 二維圖形的基本生成 .......................................5 概述 ..................................................... 5 二維圖形的生成原理分析 .................................... 5 直線 .................................................. 5 橢圓 .................................................. 5 曲線 .................................................. 6 系統(tǒng)的界面設(shè)計 .......................................... 9 程序運行實例 ............................................. 10 4 三維圖形的 生成 ..........................................12 概述 ..................................................... 12 三維圖形的生成算法原理分析 ................................ 12 曲面 ................................................. 12 三維圖形的可視化原理分析 ................................. 12 三維變換 .............................................. 12 曲面 ................................................. 14 程序運行實例 ............................................. 14 5 系統(tǒng)與編碼實現(xiàn) ..........................................20 系統(tǒng)的 類 ................................................. 20 類的實現(xiàn) ................................................. 20 CPainterView 類 ....................................... 20 CMainFrame 類 ......................................... 20 程序控制與操作 ........................................... 25 6 結(jié)論 ....................................................26 致謝 ......................................................27 參考文獻(xiàn) ..................................................28 科技外文文獻(xiàn) ..............................................29 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 共 36 頁 引言 計算機 圖形學(xué)是 利用 計算機研究圖形的生成 表示、 處理和 顯示 的學(xué)科 ,其 主要研究內(nèi)容 是圖形 在計算機中的表示方法 ， 以及利用計算機對圖形的計算 、處理 和顯示的相關(guān)原理和算法。 計算機 圖形學(xué)的研究成果已 被 廣泛應(yīng)用于航天、航空 、建筑 工程、地理信息 等許多 工程領(lǐng)域。 這就 決定了此課程 必須要 理論 于 實際 相結(jié)合的原則 。 不僅 要使學(xué)生系統(tǒng) 地 掌握計算機圖形學(xué)生成 與 處理技術(shù) 的 基礎(chǔ)知識 、 原理和方法 ，而且 要培養(yǎng) 學(xué)生 圖形軟件的 設(shè)計 技能。 遺憾 的是，國內(nèi)計算機圖 形 學(xué) 主要取決于經(jīng)典的 教學(xué)書 ， 重點是 講述 上世紀(jì) 的圖形學(xué) 技術(shù) ， 教學(xué) 過程中 一般 圍繞著 數(shù)學(xué) 公式 的 推導(dǎo)進行， 學(xué)生 不易理解 ， 而且 繁冗的數(shù)學(xué)公式 會 令學(xué)生對課程的興趣下降， 教學(xué) 效果不能 令人 滿意。 為了 提高 教學(xué) 質(zhì)量， 本文基于 VC++ MFC單文檔的窗體下， 開發(fā) 了計算機圖形學(xué)基本圖元 生成的教學(xué)演示系統(tǒng) 。 該系統(tǒng) 能夠 讓學(xué)生直觀的看到圖元的生成 和顯示過程 ， 使得數(shù)學(xué) 公式不 再 枯燥 無趣 ，學(xué)生 易于接受， 也 樂于接受 ， 可以大大提高教學(xué)效果。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 36 頁 1 課題描述 計算機圖形學(xué)是研究怎樣用計算機生成、處理、顯示和輸出圖形的學(xué) 科。而圖形學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵在于如何將圖形的各種變換生動直觀地展示給學(xué)習(xí)者，使學(xué)習(xí)者更深入的理解計算機圖形學(xué)的理論和算法原理。傳統(tǒng)的計算機圖形學(xué)算法的實現(xiàn)和開發(fā)主要是基于以 Turbo C為代表的 DOS開發(fā)環(huán)境，這種方法可視化效果很差，并且缺乏交互控制和動態(tài)演示。因而往往會給學(xué)習(xí)者的理解和深入探討帶來很大的問題。后來，隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，計算機圖形學(xué)的教學(xué)開始運用靜態(tài)的圖片教學(xué)幻燈片的形式來講授，這些教學(xué)幻燈片雖然彌補了傳統(tǒng)的黑板板書的不足，較大地提高了教學(xué)質(zhì)量，但是這種教學(xué)模式在可視 化和交互 式 方面仍然存在著較大 的不足。往往讓學(xué)習(xí)者感到很抽象，難以理解。 近幾年，編程語言的較快發(fā)展使計算機圖形學(xué)教學(xué)系統(tǒng)有了很大的進步。使教學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機圖形學(xué)理論的實踐化，能使學(xué)習(xí)者通過交互式的操作，更深入了解計算機理論的用法，但是這種教學(xué)系統(tǒng)無法學(xué)習(xí)者看見圖形生成的源程序，在幫助學(xué)習(xí)者對理論的深入理解上仍存在著些許不足，使他們無法真正體會圖形生成的算法原理。目前，還有一種教學(xué)模式是采用 flash動畫演示并配加一定文字說明的方式，這種方式可以在很大程度上揭示圖形生成的算法原理，遺憾的是不能很全面的演示教學(xué)內(nèi)容，缺乏交互性，不能讓 學(xué)習(xí)者自己輸入相關(guān)的參數(shù)。為此，本文在 ViusalC++ 的編程環(huán)境下，開發(fā)了一套專門致力于幫助學(xué)習(xí)者理解計算機圖形學(xué)理論而設(shè)計了圖元生成系統(tǒng)。該系統(tǒng)將可視性，交互性和可擴展性緊緊地結(jié)合在一起，能夠大大改善傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，使復(fù)雜的難以理解的計算機圖形學(xué)理論通過教師的課堂演示和學(xué)習(xí)者的不斷自我交互式操作試驗變得通俗明朗，有效地提高教學(xué)的質(zhì)量和效果。特別是本文在圖形學(xué)可視化和交互式操作方面進行了深入研究，這些也是本系統(tǒng)最重要的亮點。 計算機圖形學(xué)是一門發(fā)展迅速的新興學(xué)科，是計算機應(yīng)用 學(xué)科的一個重要分支。計算機圖形學(xué)的研究內(nèi)容非常廣泛，如圖形硬件、光柵圖形生成算法、圖形交互技術(shù)、實體造型與顯示算法虛擬現(xiàn)實等。隨著計算機系統(tǒng)軟件、硬件及其外部設(shè)備的發(fā)展，特別是光柵圖形顯示器的問世。計算機圖形學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個工程技術(shù)領(lǐng)域， 成為用戶界面、數(shù)據(jù)可視化、電視廣告、動畫和其他應(yīng)用中的公共成分，而計算機圖形學(xué)中的基本圖形生成算法，在該學(xué)科中扮演著至關(guān)重要的角色。 計算機圖形學(xué)基本圖元生成系統(tǒng)的目標(biāo)是設(shè)計一個輔助教師教學(xué)的基本圖元生成的系統(tǒng)。教師可以較為簡單的實現(xiàn)圖形的繪制，例如圓、橢圓、直線和 弧面等，同時可以實現(xiàn)圖形的保存和修改以及改變圖形的線寬和顏色，便于下次使用。計算機圖形學(xué)主要是利用計算機產(chǎn)生令人賞心悅目的具有真實感圖形。圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成，本研究中將對直線、圓、橢圓生成算法、多邊形填充進行全面的介紹、學(xué)習(xí)探討以及歸納總結(jié)，力求將基本的圖元展示給大家。 該系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)各種基本的圖元生成和展示，提高教學(xué)的效率。無論在學(xué)習(xí)上，還是實際應(yīng)用上，本研究都具有促進作用和深遠(yuǎn)的意義。 本文理論與實踐相結(jié)合，在認(rèn)真分析了圖形 學(xué)算法原理的基礎(chǔ)上，提出了一種將圖形生成過程與圖形的變換過程同步可視化演示的新思路，實現(xiàn)了計算機圖形學(xué)中大部分圖形的可視化演示。論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排如下 : （ 1） 描述了計算機圖形學(xué)基本圖元 生成 系統(tǒng)的研究背景，研究目的和研究意義 及開發(fā)環(huán)境 。 （ 2）主要介紹了系統(tǒng)的功能需求分析以及系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （ 3） 主要講述了計算機圖形學(xué)中二維圖形的生成，其中包括直線，三角形，矩形 ， 橢圓的生成方法，各種二維變換的可視化，和各種曲線的可視化實現(xiàn)原理。