计算机图形学实验指导书.pdf

### 计算机图形学实验指导书知识点梳理 #### 一、计算机图形学实验基础知识 ##### 1.1 计算机图形学实验环境配置 - **硬件配置**： - 最低要求：586以上PC兼容机，配备彩色显示器、鼠标、键盘，至少20MB内存，至少60MB的硬盘空间。 - 推荐配置：32MB或64MB内存及以上，500MB以上的硬盘空间。 - **软件配置**： - **操作系统**：支持Windows98/2000/XP，Linux，UNIX等。 - **集成开发环境**： - 在Windows98/2000/XP环境下，推荐使用Microsoft Visual C++ 6.0和OpenGL进行开发。 - 实验指导书中采用的是Microsoft Visual C++ 6.0英文版，因为汉化版可能存在菜单翻译不准确的问题。 ##### 1.2 Visual C++ 6.0 的使用 - Visual C++ 6.0是一款非常经典的IDE（集成开发环境），广泛用于Windows平台下的应用程序开发。 - 使用方法可以参考《Windows程序设计实验指导书》等相关资料。 - **环境搭建**： - 安装Visual C++ 6.0，配置必要的库文件路径。 - 设置项目属性，如包含目录、链接器设置等。 - **开发流程**： - 创建新项目或打开已有项目。 - 编写源代码，使用内置编辑器进行代码编辑。 - 构建项目，通过编译和链接生成可执行文件。 - 调试程序，利用调试工具查找并修复错误。 ##### 1.3 Visual C++ 6.0 工程相关文件介绍 - **解决方案文件**（.sln）：包含了项目的所有信息，如源文件、编译选项等。 - **项目文件**（.dsp）：保存项目的配置信息。 - **资源文件**（.rc）：存放应用程序中的图标、对话框等资源。 - **源代码文件**（.cpp）：包含程序的主要逻辑代码。 - **头文件**（.h）：声明类、函数、变量等。 - **库文件**（.lib/.dll）：外部库文件，用于扩展程序功能。 ##### 1.4 Visual C++ 6.0 程序调试 - **1.4.1 Visual C++ 调试工具**： - 断点：设置程序执行到特定位置暂停。 - 单步执行：逐行执行代码，观察变量变化。 - 观察窗口：显示变量值。 - 快速查看：鼠标悬停时显示变量值。 - 调用堆栈：查看函数调用顺序。 - **1.4.2 控制程序的运行**： - 开始调试：启动程序进入调试模式。 - 继续执行：继续执行至下一个断点。 - 结束调试：停止当前程序运行。 - 附加到进程：调试正在运行的进程。 ##### 1.5 Visual C++ 6.0 错误信息 - **1.5.1 程序错误的类型**： - 语法错误：代码书写不符合语言规则。 - 运行时错误：程序运行过程中发生的错误。 - 逻辑错误：程序逻辑问题导致的结果不符合预期。 - **1.5.2 错误信息的查询**： - 查看编译器提供的错误信息。 - 使用搜索引擎搜索错误代码或信息。 - 参考官方文档或社区论坛。 ##### 1.6 基于 MFC 的 Windows 图形应用程序开发步骤及框架 - **MFC (Microsoft Foundation Classes)**是微软提供的一套面向对象的C++类库，简化了Windows API的使用。 - **开发步骤**： - 创建MFC项目。 - 添加用户界面元素，如按钮、文本框等。 - 编写事件处理函数。 - 构建并调试程序。 - **框架**： - 主窗口：程序的主界面。 - 文档/视图架构：用于处理数据和显示结果。 - 对话框：用于输入输出操作。 - 工具栏/状态栏：增强用户体验。 ##### 1.7 MFC 下基于 OpenGL 绘图程序的开发步骤和框架 - **OpenGL**是一种跨语言、跨平台的应用程序接口，用于渲染2D、3D矢量图形。 - **1.7.1 OpenGL 介绍**： - 特点：高性能、跨平台、灵活。 - 应用领域：游戏开发、科学计算、虚拟现实等。 - **1.7.2 生成 OpenGL 程序的基本步骤**： - 初始化OpenGL环境。 - 设置投影和视图矩阵。 - 定义顶点数据。 - 渲染循环。 - **1.7.3 OpenGL 编程小结**： - 理解OpenGL的基本概念，如坐标系、颜色模型等。 - 掌握OpenGL函数的使用方法。 - 实践常见的图形绘制任务，如绘制多边形、线条等。 #### 二、计算机图形学要求 - **2.1 实验的意义和目的**： - 加深对理论知识的理解。 - 提升实践操作能力。 - **2.2 实验过程总体要求**： - **实验内容总体安排**：按照课程进度逐步推进。 - **实验前的准备工作**：复习相关理论知识，预习实验内容。 - **上机代码编写要求**：遵循良好的编程习惯。 - **实验报告编写**：记录实验过程和结果，总结经验教训。 - **实验数据提交**：按时提交实验报告和代码。 - **2.3 实验考核**： - **平时实验过程考核**：根据实验表现评分。 - **期末实验考核**：进行综合性实验测试。 - **实验成绩评定**：综合考虑平时成绩和期末成绩。 #### 三、实验内容与指导 - **3.1 实验一：Window图形编程基础** - **实验类型**：验证型实验。 - **实验目的**：熟悉Windows图形编程的基本流程。 - **实验内容**：学习使用Windows API创建窗口、响应用户输入等。 - **3.2 实验二：VC下OpenGL绘图程序的实现** - **实验类型**：验证型实验。 - **实验目的**：掌握OpenGL绘图的基本技术。 - **实验内容**：实现简单的2D图形绘制，如线条、多边形等。 - **3.3 实验三：基本图形生成算法** - **实验类型**：验证型实验。 - **实验目的**：理解并实现常用的图形生成算法。 - **实验内容**：直线画法、圆弧画法等。 - **3.4 实验四：光栅图形的扫描转换与区域填充** - **实验类型**：验证型实验。 - **实验目的**：学习光栅化技术。 - **实验内容**：实现扫描线算法、区域填充算法等。 - **3.5 实验五：图形的二维几何变换与裁剪** - **实验类型**：验证型实验。 - **实验目的**：掌握二维图形的变换方法。 - **实验内容**：平移、旋转、缩放、裁剪等操作。 - **3.6 实验六：自由曲线的绘制** - **实验类型**：验证型实验。 - **实验目的**：学习贝塞尔曲线、B样条曲线等的绘制方法。 - **实验内容**：实现各种曲线的绘制算法。 - **3.7 实验七：二维交互式图形绘制软件** - **实验类型**：设计型实验。 - **实验目的**：设计并实现一个简单的图形绘制软件。 - **实验内容**：包括界面设计、功能实现等。 - **3.8 实验八：OpenGL的综合应用** - **实验类型**：综合实验。 - **实验目的**：综合运用OpenGL技术解决实际问题。 - **实验内容**：可能涉及三维模型的加载、光照效果模拟等高级技术。