### 计算机图形学实验知识点
#### 实验目的与背景
在计算机图形学领域,绘制具有特定属性的图形是一项基本且重要的技能。本实验旨在通过编写MATLAB代码来实现颜色渐变的直线绘制,并利用点着色技术展示学生姓氏中的偏旁部首。这种实践操作有助于学生深入理解计算机图形学的基本原理和技术。
#### 核心知识点
1. **坐标系统建立**
- 在本实验中,选择了以窗口中心作为原点的直角坐标系。这样的选择简化了图形的绘制过程,因为所有的坐标都是相对于中心点进行计算的。
2. **点坐标计算**
- 需要确定每个点的具体坐标位置。本实验中,“走”字被分解成了52个点,并按照从左到右的顺序给出了这些点的坐标。
3. **颜色渐变算法**
- 为了使直线的颜色呈现出渐变效果,需要计算一个合适的颜色变化规律。通常情况下,可以通过调整红(R)、绿(G)、蓝(B)三个通道的值来实现颜色的变化。
- 实验中使用了一个简单的线性递增公式来控制颜色的变化。例如,对于红色通道,从17开始,每次增加3,直到170;绿色从72开始,每次增加3,直到225;蓝色从102开始,每次增加3,直到255。
4. **点着色命令编写**
- 在MATLAB中,可以使用特定的函数或命令来为每个点着色。实验中的代码示例使用了自定义函数`dian_se`来实现这一点。
- 该函数接收窗口大小、点的直角坐标以及颜色矩阵作为输入参数。然后,通过循环遍历所有点的坐标,并将对应的RGB值赋给相应的像素位置。
5. **实验结果分析**
- 分析实验结果是评估实验成功与否的重要步骤。在这个实验中,可以通过观察生成的图像来检查颜色是否按照预期的方式渐变,并且各个点的位置是否正确。
- 如果实验结果不符合预期,需要回溯到算法设计阶段,检查是否有错误或者需要优化的地方。
6. **实验总结与反思**
- 实验完成后,撰写实验总结是必不可少的环节。这包括但不限于回顾实验目标、描述所采用的方法、分析实验结果以及提出改进建议。
- 在实验总结部分,提到了一个关键问题:在设置RGB值时,如果没有计算好区间端点值,则可能导致赋值维度不匹配的问题。这个问题的解决方法是在设计算法时明确计算出区间端点之间的关系。
#### 实验代码解析
- **窗口创建**:使用`chuangkou=[30,30]`创建了一个30x30的窗口。
- **点坐标初始化**:通过多行代码定义了一个包含52个点坐标的矩阵`dian`。
- **颜色矩阵初始化**:创建了一个与点坐标矩阵同样行数但有三列的零矩阵`se`,用于存储每个点的RGB值。
- **颜色渐变实现**:使用简单的线性公式为颜色矩阵的每一列赋值,实现颜色渐变。
- **点着色函数实现**:自定义函数`dian_se`接收窗口大小、点坐标和颜色矩阵作为参数,并通过循环为每个点着色。
- **图像显示**:最后使用`imshow`函数显示处理后的图像。
#### 结论
本次实验通过编写MATLAB代码实现了颜色渐变直线的绘制,并通过点着色技术展示了特定的图形元素。这一过程不仅加深了学生对计算机图形学基础知识的理解,还提高了他们解决问题的能力。未来还可以进一步探索更复杂的图形绘制方法和更高级的颜色处理技术。