計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、一、實(shí)習(xí)目的與意義本次實(shí)習(xí)為集中實(shí)習(xí),基于autocad2004平臺與vc環(huán)境系統(tǒng)，制作二維和三維立體產(chǎn)品。通過對autocad2004與vc系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)習(xí)，熟悉其的基本功能及操作特點(diǎn)，掌握基本的制作過程。通過本次實(shí)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能熟練使用autocad軟件、建立初步面向?qū)ο缶幊痰幕靖拍睢⒁约皩W(xué)會使用vc編程語言。二、實(shí)習(xí)主要內(nèi)容1、autocad軟件操作（1）簡單圖形繪制（2）圖形的基本編輯（3）文字及填充（4）三維圖形繪制2、 基于vc6.0下的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)程序編寫（1）畫直線、畫多邊形、畫圓、畫字符（2）對多邊形進(jìn)行填充（3）圖形裁剪（4）圖形的幾何變換（5）三維圖形的消隱及著色三、實(shí)習(xí)的

2、主要過程 實(shí)習(xí)為期兩周,第一周實(shí)習(xí)部分為cad 軟件實(shí)習(xí),第二部分為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)的編程實(shí)習(xí)。第一周實(shí)習(xí)cad畫圖，在實(shí)習(xí)第一天一晚上老師給我們講了這兩周實(shí)訓(xùn)的任務(wù)安排，講述了本周實(shí)訓(xùn)的主要內(nèi)容，實(shí)訓(xùn)目的以及意義所在，然后交代了一些細(xì)節(jié)方面的問題，強(qiáng)調(diào)應(yīng)當(dāng)注意的一些地方，以及考試成績打分等。并建議到圖書館找謝相關(guān)的書籍學(xué)習(xí)。開始我們跟著實(shí)習(xí)指導(dǎo)書開始一步一步的做。前兩天主要學(xué)習(xí)cad的二維畫圖，主要是掌握了二維的point、line、circle、arc、donut、rectangle、polyline、ellipsepolygonsplinemlinetracesolidxlineray的

3、功能及操作。 學(xué)會設(shè)置幅面、使用實(shí)體繪圖工具條、擦除命令(erase)、重畫命令(redraw)及 solid命令操作及編輯命令操作move、copy、mirror、array、break、trim、extend、rotate、offset、fillet、chamfer。 倒角、 補(bǔ)線、scalestretchdividemeasureexplodelengthenmeditpeditsplineddituundo。掌握剪貼板復(fù)制圖形、夾點(diǎn)、實(shí)體快速選擇。實(shí)體繪圖次序改變命令、文本注寫及編輯等操作。 掌握圖層設(shè)置、顏色設(shè)置、線型設(shè)置的方法、特性修改的功能、特性匹配的功能、線寬及線性比例的設(shè)置方

4、法、圖案填充的方法及步驟第三四天學(xué)習(xí)。掌握建立尺寸式樣的方法、尺寸標(biāo)注工具條各圖標(biāo)的含義、尺寸標(biāo)注下拉菜單的使用。尺寸標(biāo)注命令的輸入方法、長度型尺寸標(biāo)注的方法、 水平尺寸標(biāo)注、垂直尺寸標(biāo)注、基線型尺寸標(biāo)注、連續(xù)型尺寸標(biāo)注、旋轉(zhuǎn)型尺寸標(biāo)注、對齊 型尺寸標(biāo)注、握角度型尺寸標(biāo)注方法、 掌握直徑型尺寸標(biāo)注方法、半徑型尺寸標(biāo)注方法、掌握快速尺寸標(biāo)注方法、掌握坐標(biāo)型尺寸標(biāo)注方法。塊操作，了解掌握block、 wblock。之后開始練習(xí)三維畫圖，主要掌握了坐標(biāo)、視口、拉伸、切割、旋轉(zhuǎn)、曲面屬性、交集差集的應(yīng)用，渲染等。最后一天進(jìn)行考核。第二周主要實(shí)習(xí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的編程實(shí)習(xí)。對于編程的主要步驟為：（1）程序框

5、架建立：打開visual c+6.0 軟件，以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個project，利用mfc新建一個單文檔程序，在生成的程序框架中添加必要的實(shí)現(xiàn)功能程序代碼，根據(jù)具體情況設(shè)置相應(yīng)的程序，然后在該程序里實(shí)現(xiàn)所有編程任務(wù)。（2）添加新的菜單項(xiàng)框架中必不可少的那就是菜單選項(xiàng)，所以根據(jù)我們的實(shí)習(xí)任務(wù)，首先要建立一個菜單項(xiàng)。點(diǎn)擊vc平臺左邊窗口中的resource view標(biāo)簽，點(diǎn)擊打開menu，添加完菜單項(xiàng)相應(yīng)的菜單，接下來就是為菜單項(xiàng)添加菜單響應(yīng)函數(shù)，以及添加必要的條件響應(yīng)代碼。（3）直線：dda算法實(shí)現(xiàn)、中點(diǎn)畫線算法、bresenham直線算法在二維坐標(biāo)平面上的直線可按其斜率以及起點(diǎn)終點(diǎn)橫坐標(biāo)的相對

6、大小分為以下六種：水平、垂直、斜率不同的四種情況。由dda算法可得起始條件為x0、y0；遞推條件為橫坐標(biāo)兩每增加1，縱坐標(biāo)量增加m；終止條件為橫坐標(biāo)變量大于x1。dda直線的程序?qū)崿F(xiàn)如下：首先編寫菜單響應(yīng)函數(shù)，對menuid和pressnum兩個變量賦初值；接下來建立相應(yīng)的鼠標(biāo)響應(yīng)程序框架，dda直線要求第一次點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵確定起始點(diǎn)，第二次點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵確定直線終止點(diǎn)，并畫出直線，中間利用橡皮筋技術(shù)實(shí)時顯示直線的形狀，完成直線繪畫后，還要將橡皮筋舊線擦除。中點(diǎn)畫線算法實(shí)現(xiàn)過程和dda算法大致相同，但是其思想更加合理，更有利于硬件實(shí)現(xiàn)，提高了算法效率，其程序來源于源碼中，程序?qū)崿F(xiàn)同dda大同小異，do

7、c.cpp中核心算法不同而已,是用交點(diǎn)與中點(diǎn)差比較得判定。bersenham是用e比較。（4）圓的生成：bresenham畫圓法、正負(fù)圓法先為bresenham 圓添加菜單響應(yīng)函數(shù)確定menuid，然后畫圓的onlbuttondown()響應(yīng)：用鼠標(biāo)確定圓心，再移動鼠標(biāo)確定半徑。在確定半徑時，隨著鼠標(biāo)的移動，一個圓隨著鼠標(biāo)的移動半徑發(fā)生變化。然后調(diào)用bresanham 算法完成圓的繪制。bresenham圓的編程實(shí)現(xiàn)如下：首先編寫菜單響應(yīng)函數(shù)，對menuid和pressnum兩個變量賦初值；接下來建立相應(yīng)的鼠標(biāo)響應(yīng)程序框架，bresenham圓要求第一次點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵確定圓心，第二次點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵確定

8、圓上一點(diǎn)，并由此確定半徑，畫出完整的圓；然后再在doc.h頭文件中聲明必要變量和函數(shù)，并在doc.cpp中完成bresenham圓的生成函數(shù)。正負(fù)畫圓法的編程實(shí)現(xiàn)與bresenham圓的相類似。（5）曲線生成：berier曲線 與 b樣條曲線之前的響應(yīng)與直線與圓的生成方法一樣，先為berier曲線添加菜單響應(yīng)函數(shù)確定menuid，先用左擊鼠標(biāo)響應(yīng)onlbuttondown()，得到控制點(diǎn)個數(shù)pointnum中，得到控制點(diǎn)后，單擊鼠標(biāo)右鍵響應(yīng)調(diào)用berier函數(shù)，用控制點(diǎn)和基函數(shù)逐個像素描點(diǎn)得到曲線。b樣條曲線方法相同，不同的是doc.cpp中的基函數(shù)。（6）圖形變換平移、任意多邊形平移、縮放、

9、旋轉(zhuǎn)和對稱變換同樣添加菜單響應(yīng)函數(shù)確定menuid，對于對已知圖形的平移，則先在屏幕上顯示一個圖形，用鼠標(biāo)左鍵先后點(diǎn)兩點(diǎn)，用這兩點(diǎn)的間距作為圖形的平移量，對顯示的圖形進(jìn)行平移。顯示圖形的數(shù)據(jù)存放在文檔類數(shù)組group 中，圖形的數(shù)據(jù)量存放在文檔類變量pointnum 中。在文檔類中增加兩個函數(shù)：drawgraph( )和generategraph( )完成這些工作，其中，drawgraph( )根據(jù)存儲在group 數(shù)組中的數(shù)據(jù)生成圖形，generategraph( )先準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，然后調(diào)用drawgraph( )生成圖形。有關(guān)操作涉及到鼠標(biāo)左鍵函數(shù)和鼠標(biāo)移動函數(shù)。左鍵第一點(diǎn)確定基點(diǎn)，左鍵第二點(diǎn)

10、確定平移量，并完成圖形平移。在確定第二點(diǎn)之前的鼠標(biāo)移動時，從基點(diǎn)拉出一根橡皮筋以顯示平移量。任意多邊形平移，與平移不同的區(qū)別在于參考平移是對已知的group4平移、而是另行設(shè)置的數(shù)組m_npolygon；平移時則是先用多邊形畫出任意形狀的多邊形，然后用相同的方法計(jì)算位移量，調(diào)用 drawgraph( )重新畫圖。旋轉(zhuǎn)則是用之前數(shù)圖實(shí)習(xí)的方法做的，mfc的響應(yīng)方法類似。只是多加了個通過計(jì)算每個點(diǎn)旋轉(zhuǎn)后的位置。同理于縮放與對稱的方法。（7）圖形顯示邊緣填充、掃描線填充、種子填充、自由種子填充邊緣填充算法、掃描線填充與掃面線填充算法都是在多邊形基礎(chǔ)上，然后再畫完后，早鼠標(biāo)右鍵閉合多邊形后直接改變me

11、nuid的值進(jìn)行多邊形的填充，而種子填充則是先選定填充顏色然后對填充對象在區(qū)域內(nèi)選定填充點(diǎn)，然后填充的，如果沒有選色，則會溢出，為了解決這一個問題，我自己設(shè)計(jì)了一個小程序，利用一個計(jì)數(shù)程序，使得在首次使用填充命令式彈出填充顏色選擇對話框，以選擇填充顏色，第二次使用填充命令就不再彈出選擇顏色對話框?；静僮?，邊緣填充算法與掃面線填充算法，都是先畫一多邊形對所畫圖像立刻進(jìn)行填充，而自由填充算法，則是可以對任何閉合多邊形都可以隨意填充所選顏色，不局限于某個多邊形。且多邊形邊界可以任意的。（8）二維裁剪多邊形裁剪、中點(diǎn)裁剪、liang-barsky裁剪和cohen-sutherland裁剪所有的裁剪都

12、是在固定的窗口下完成的，已知了窗口x、y的邊界值。 首先編寫菜單響應(yīng)函數(shù)，對menuid和pressnum兩個變量賦初值；接下來建立相應(yīng)的鼠標(biāo)響應(yīng)程序框架，cohensutherland算法要求單擊鼠標(biāo)左鍵確定直線的起止點(diǎn)；多邊形裁剪要求單擊鼠標(biāo)左鍵確定多邊形的頂點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束選點(diǎn)，并封閉生成多邊形，并完成多邊形裁剪；然后再在doc.h頭文件中聲明必要變量和函數(shù)，并在doc.cpp中完成cohensutherland算法和多邊形裁剪的生成函數(shù)。正確完成上述步驟后，對整個工程進(jìn)行編譯、執(zhí)行，單擊多邊形的cohensutherland算法和多邊形裁剪的菜單項(xiàng)，便可生成cohensutherl

13、and算法和多邊形裁剪的圖形。中點(diǎn)裁剪、liang-barsky裁剪與cohensutherland實(shí)現(xiàn)方法大致一樣，最后在斷定直線與邊界的交點(diǎn)改變而已。四、實(shí)習(xí)的主要體會第一周的cad實(shí)習(xí)，雖然說時間不長，可是對于我來說收獲卻是很多的。首先對cad知識較以前來說有所提高。我從書上得知，cad可以繪制機(jī)械、建筑、航空、石油等多方面的二維平面圖形和三維立體圖形等等，所以說它的使用性是非常之廣泛的，電腦輔助繪圖相對于手工繪圖有很多突出的優(yōu)勢在精度，準(zhǔn)度，美觀度方面它遠(yuǎn)超于手工畫圖。學(xué)習(xí)到是非常有用的。一想到自己如果能學(xué)會用cad就可以畫出各式各樣的圖形，心一下子就很興奮。，cad不但用處很大，我們

14、可以用它作出工程、建筑等方面的圖畫來，而且易學(xué)，就是把那些基本的套路把握熟悉了以后就很簡單了，還有要害的一點(diǎn)就是對自己要畫的東西一定要熟悉的，否則一些要害性的標(biāo)本就畫得不恰當(dāng)了。 計(jì)算機(jī)繪圖的目標(biāo)就是要使設(shè)計(jì)的結(jié)果在生產(chǎn)實(shí)踐是發(fā)揮作用。目前的設(shè)計(jì)結(jié)果基本上以紙基圖紙的方法進(jìn)入到生產(chǎn)中，同時，在設(shè)計(jì)單位，紙基的圖紙也是圖紙檔案治理的主要對象。雖然計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展方向是達(dá)到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的無紙化，但除了極少數(shù)巨型的制造企業(yè)外，絕大多數(shù)普通的設(shè)計(jì)生產(chǎn)單位還是以紙基圖作為組織設(shè)計(jì)生產(chǎn)的依據(jù)。因此，怎樣將cad設(shè)計(jì)產(chǎn)生的電子格式的圖紙轉(zhuǎn)換成為描繪在規(guī)定幅面上的紙基格式的圖紙，是一個與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合得非常緊

15、密的問題，在某種意義上來說，這一步與圖形的修改、編輯等繪圖過程同等重要。 剛實(shí)習(xí)的第一天晚上，老師就告訴我實(shí)習(xí)的時間很短很緊，我們需從圖書館借相關(guān)書籍自己學(xué)習(xí)，的確在作圖的過程中我遇到了不少的難題，不是所有的都要在老師及同學(xué)的幫助解決。有書后可以更快的解決，也可以在寢室自己課后學(xué)。凡事開頭難，第一天的實(shí)習(xí)進(jìn)度比較難，剛打開軟件都不知道自己該怎么做，該做什么。大概只能跟著指導(dǎo)書做一到兩個實(shí)習(xí)小節(jié)，當(dāng)對cad開始有了初步的了解后，自己的興趣也隨之增加，開始白天在寢室自己跟著借來的書本做，晚上在機(jī)房實(shí)習(xí)。按書本是按部就班，能學(xué)到較為系統(tǒng)的方法，在機(jī)房實(shí)習(xí)通過老師與同學(xué)的幫助能學(xué)到一些快捷方式及同一圖

16、用不同的方法的比較。我一直認(rèn)認(rèn)真真去繪制每一個圖，思考每一個細(xì)節(jié)，作圖步驟，哪怕是一個很小的問題。對于指導(dǎo)書多講得是用不同的命令，講解粗略，也不知道具體的用途，經(jīng)常出錯。但指導(dǎo)書比較綜合，每個圖形都代表一種畫法。學(xué)完后可以比較好的將cad各種基礎(chǔ)的畫法與命令掌握。學(xué)習(xí)cad的目的就是能夠完成與之相關(guān)的實(shí)際繪制任務(wù)，在實(shí)際工作中能夠更快更準(zhǔn)的完成制圖作業(yè)。剛開始學(xué)的時候，也遇到不少問題。如同樣畫一張圖,有的同學(xué)畫的大小適中,有的同學(xué)畫的圖形就很小,甚至看不見,這是因?yàn)槔L圖區(qū)域界限的設(shè)定操作沒有做,或雖用limits命令進(jìn)行了設(shè)定,但忘記了用 zoom命令中的all選項(xiàng)對繪圖區(qū)重新進(jìn)行規(guī)整.繪圖區(qū)

17、域的設(shè)定是根據(jù)實(shí)際的繪圖需要來進(jìn)行 的.在進(jìn)行尺寸標(biāo)注以后,有時發(fā)現(xiàn)不能看到所標(biāo)注的尺寸文本,這是因?yàn)槌叽鐦?biāo)注的整體比例因子設(shè)置得太小,將尺寸標(biāo)注方式對話框打開,修改其數(shù)值 變大即可.用線型名稱為hidden的線型畫線段,但發(fā)現(xiàn)畫出的線段看上去像是實(shí)線, 這是什么原因引起的? 這是線型比例不合適引起的,也就是說線型比例太大,也可能是太小.解決問題 的辦法是將線型管理器對話框打開,修改其全局比例因子至合適的數(shù)值即可。在對圖層操作時，發(fā)現(xiàn)沒有圖層這一欄了，也就是對象特性沒有了，究其原因，是在無意中用鼠標(biāo)錯誤點(diǎn)擊，將其關(guān)閉。解決方法：視圖工具欄對象特性。在對象特性前面的小方框中打鉤。屏幕上出現(xiàn)對象特

18、性工具欄，用鼠標(biāo)將其拖到屏幕上方，標(biāo)準(zhǔn)工具欄的下面即可。所謂笨鳥先飛。就這樣一周的時間，自己在寢室?guī)缀跏鞘植煌５刂貜?fù)著同樣的操作,一天下來,手感到有 些酸痛酸痛的,眼睛長時間對著電腦屏幕,感覺比較疲勞,下課后看東西都有一些朦朧.雖 然有一些辛苦, 但還是有回報(bào)的, 作圖速度提高了, 作圖錯誤也減少了. 在接下來的幾天里, 沒有一絲的放松,加緊練習(xí)操作.隨著操作的時間越多,作圖的速度也不斷的提高,在實(shí)訓(xùn) 周的第四天就提前完成了所有圖畫,比老師規(guī)定的時間提前半天完成任務(wù). 回想這一周的實(shí)訓(xùn),感覺過得很快,一周時間過去了,腦袋中想的全是關(guān)于 cad 的.這一周下來,感覺收獲還真不少.經(jīng)過一周的集中實(shí)

19、訓(xùn),作圖速度有了明顯提高。私下在寢室畫cad的確幫助不少，最后在兩小時的考核中，我三維畫圖明顯快很多。當(dāng)然這次實(shí)習(xí)也獲得一些經(jīng)驗(yàn)。還有些常用技巧如文字中編輯l對已標(biāo)注的文字進(jìn)行編輯autocad提供二個命令：doledit 和broperties 命令。三維中autocad采用三維坐標(biāo)系統(tǒng)確定在空間位置顯示在屏幕上狀態(tài)欄中的坐標(biāo)值。就是當(dāng)前光標(biāo)所在位置。使用工具按鈕進(jìn)行視窗縮放，在標(biāo)準(zhǔn)工具欄中安排了視窗縮放按鈕，操作時首先用鼠標(biāo)左鍵單擊打開。并將鼠標(biāo)移到所選位置放開左鍵。進(jìn)行圖的單軸拉伸，就cad來說就有一種方法：將繪制好的圖定義成塊，然后插入塊，此時就可以進(jìn)行單軸拉伸（縮放），方法是，使用繪

20、圖菜單，單擊“塊”創(chuàng)建塊出現(xiàn)塊定義對話框命名選取對象確定。隨后在圖紙或模型空間插入塊，出現(xiàn)插入對話框，選擇剛定義的塊，在此對話框中的“縮放比例”選項(xiàng)中輸插入塊在x或y方向的縮放比例，確定，插入的圖形就按你指定的比例縮放。也總結(jié)了些許經(jīng)驗(yàn)，首先畫圖時可用不同方法。所以要有比較,才有鑒別 容易混淆的命令,要注意使自己弄清它們之間的區(qū)別。其次，層次要分明 圖層就像是透明的覆蓋圖,運(yùn)用它可以很好地組織不同類型的圖形信息.學(xué)習(xí)過程中,我偷懶,直接從對象特性工具欄的下拉列表框中選取顏色,線型和線寬等實(shí)體信息,這很不好,使得處理圖形中的信息不那么容易,要特別注意糾正自己的這一不好習(xí)慣.嚴(yán)格做到 層次分明,規(guī)

21、范作圖.我的體會是:養(yǎng)成良好的習(xí)慣,受益匪淺。再次,粗細(xì)要清楚使用線寬,可以用粗線和細(xì)線清楚地展現(xiàn) 出部件的截面,標(biāo)高的深度,尺寸線以及不同的對象厚度。通過圖層指定線 寬,顯示線寬.提高自己的圖紙質(zhì)量和表達(dá)水平. 此外，內(nèi)外有別 利用塊以及屬性功能,可以大大提高繪圖效率.塊有內(nèi)部圖塊與 外部圖塊之分. 內(nèi)部圖塊是在一個文件內(nèi)定義的圖塊,可以在該文件內(nèi)部自由作用,內(nèi)部圖塊一旦被定 義,它就和文件同時被存儲和打開. 外部圖塊將塊的主文件的形式寫入磁盤,其他圖形文件也可以使用它,要注意這是外部圖塊和內(nèi)部圖塊的一個重要區(qū)別，如我們在實(shí)習(xí)畫物理的電路圖是將元件存儲成塊十分好用 。本次的cad實(shí)訓(xùn)就是運(yùn)用前面所有的各種繪圖工具與編輯工具進(jìn)行繪制的，希望通過這次的復(fù)習(xí)和鞏固在加上以后的完善能夠更靈活快速準(zhǔn)確的繪制各種圖形從而發(fā)揮出cad的巨大作用！第二周實(shí)習(xí)的是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的編程學(xué)習(xí)。首先在本次實(shí)習(xí)中讓我對計(jì)算機(jī)圖形學(xué)有了一個更加深我們對計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程理論知識的認(rèn)識和理解，使我找到了理論與實(shí)踐的最佳結(jié)合點(diǎn)。以前可能只是簡單的了解記住課本一些原理，通過自己編寫程序?qū)⒗碚摳吨T實(shí)踐后。那些知識更加使我真正明白并深記著，尤其能找到一些以前會忽略的細(xì)節(jié)。這為我們以后做有關(guān)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方面的工作打下了一個很好的基礎(chǔ)。例如在學(xué)習(xí)曲線時課堂學(xué)習(xí)知