第一篇：計算機圖形學心得體會
計算機圖形學心得體會
姓
名:
學
號:
201203284
班
級:
計科11202
序
號:
院
系:
計算機科學學院
通過一個學期的學習，經過老師細心的講解，我對圖形學這門課有了基礎的認識，從您的課上我學到了不少知識，基本上對圖形學有了一個大體的認識。上課的時候，您的PPT做的栩栩如生，創(chuàng)意新穎的FLASH就吸引了我的眼球，再加上您那詳細生動的講解，就讓我對這門課產生了濃厚的興趣，隨著一節(jié)一節(jié)課的教學，您的講課更加深深地吸引了我，并且隨著對這門課越來越深入的了解更促使我產生了學好這門的欲望。您教會了我們怎們做基本知識，還教了我們不少的算法。聽您的課可以說是聽得津津有味。以下就是我對計算機圖形學這門課的認識。
一、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。從處理技術上來看圖形主要分為兩類一類是基于線條信息表示的如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等另一類是明暗圖也就是通常所說的真實感圖形。計算機圖形學一個主要的目的就是要利用計算機產生令人賞心悅目的真實感圖形。為此必須建立圖形所描述的場景的幾何表示再用某種光照模型計算在假想的光源、紋理、材質屬性下的光照明效果。所以計算機圖形學與另一門學科計算機輔助幾何設計有著密切的關系。事實上圖形學也把可以表示幾何場景的曲線曲面造型技術和實體造型技術作為其主要的研究內容。同時真實感圖形計算的結果是以數字圖像的方式提供的計算機圖形學也就和圖像處理有著密切的關系。
二、計算機圖形學的研究內容非常廣泛如圖形硬件、圖形標準、圖形交互技術、光柵圖形生成算法、曲線曲面造型、實體造型、真實感圖形計算與顯示算法、非真實感繪制以及科學計算可視化、計算機動畫、自然景物仿真、虛擬現實等。1990年的第11屆亞洲運動會上首次采用了計算機三維動畫技術來制作有關的電視節(jié)目片頭。繼而以3D Studio 為代表的三維動畫微機軟什和以Photostyler、Photoshop等為代表的微機二維平面設計軟件的普及對我國計算機動畫技術的應用起到了推波助讕的作用。計算機動畫的應用領域十分寬廣 除了用來制作影視作品外 在科學研究、視覺模擬、電子游戲、工業(yè)設計、教學訓練、寫真仿真、過程控制、平面繪畫、機械設計等許多方面都有重要應用如軍事戰(zhàn)術模擬。
三、科學計算可視化它將科學計算過程中及計算結果的數據轉換為幾何圖形及圖象信息在屏幕上顯示出來并進行交互處理成為發(fā)現和理解科學計算過程中各種現象的有力工具?？茖W計算可視按其實現的功能來分可以分為三個檔次1結果數據的后處理2結果數據的實時跟蹤處理及顯示3結果數據的實時顯示及交互處理。利用虛 擬現實技術產生虛擬現實環(huán)境的軟件需完成以下三個功能建立作用器Actors以及物體的外形和動力學模型建立物體之間以及周圍環(huán)境之間接照牛頓運動定律所決定的相互作用描述周圍環(huán)境的內容特性
四、發(fā)展趨勢 計算機圖形學主要是研究圖形圖像的計算機生成其研究方向眾多。在圖形基礎研究方面可歸納為兩個主要方向即建模modeling技術又稱造型技術和繪制rendering技術。建模技術又可分為兩大分支即計算機輔助幾何設計和自然景物建模。計算機輔助幾何設計追求建模的精確度、可靠性和建模的速度自然景物建模追求建模的逼真度和速度。計算機圖形學中的繪制技術是指基于光柵圖形顯示技術的真實感圖形繪制技術包括各種光照模型、明暗shading處理和紋理生成等內容。繪制技術追求的是真實感逼真度和繪制速度。綜合上述兩大研究方向的追求目標可以看出計算機圖形學研究水平的高低就是反映在真實感和速度的高低以及兩者的結合上也就是既要逼真地反映客觀世界的對象又能高速地、通常又稱實時地繪制它們。眾所周知真實感與實時性是一對尖銳的矛盾如何解決這一矛盾是當代計算機圖形學工作者奮斗的目標。計算機圖形學的主攻方向不再是孤立地追求圖形的真實感和繪制的實時性而是把重點轉移到如何把兩者結合在一起即向更高的目標邁進。體現這一重點轉移的研究方向有以下方面:
1、基于圖像的建模與繪制技術成為研究熱點 基于圖像的建模與繪制技術應用圖像處理方法來加速圖形學的建模和繪制的研究工作可追溯到早期的紋理映射工作。該方法是基于幾何和基于圖像兩種建模方法的混合方法包括利用攝影測量學原理提取照片建筑的基本幾何模型利用基于模型的立體視圖方法提取建筑立面的細節(jié)利用視點無關的紋理映射方法繪制建筑的多種視圖。
2、.PC機圖形硬件的三維化及高檔圖形硬件結構與圖像處理硬件相結合的趨向 圖形硬件、圖形軟件及圖形基礎算法三者的有機結合和相互影響形成了計算機圖形學輝煌的今天。從原理上講當圖形的繪制速度足夠高使所繪制的多邊形中僅含幾個像素如3個的時候基于多邊形的3D圖形系統(tǒng)就失去了意義因為插值運算已沒有意義。這時基于圖像的建模和繪制就成為當然的選擇。從上述介紹中已可明顯感到圖形 學與圖像處理相結合的發(fā)展趨向。
3、細節(jié)的分層表示、層次化繪制以及小波理論在圖形學中的應用繼續(xù)成為熱點
4、計算機動畫和虛擬現實是當前計算機圖形學的應用熱點 在電視廣播這一通常大量應用專用視頻處理硬件的領域里如何應用通用圖形工作站來生成高質量的實時動畫以及特技圖形效果的優(yōu)點、難點和今后的發(fā)展方向。三維動作跟蹤器3D-Trackers可提供32個關節(jié)傳感器同時實時紀錄兩個人的全身動作并體現在屏幕卡通人物的形體動作上。游戲開發(fā)就得用到計算機圖形學中的方方面面.5、分形理論及應用 形理論是當今世界十分活躍的新理論。作為前沿學科的分形理論認為大自然是分形構成的。大千世界對稱、均衡的對象和狀態(tài)是少數和暫時的而不對稱、不均衡的對象和狀態(tài)才是多數和長期的分形幾何是描述大自然的幾何學。作為人類探索復雜事物的新的認知方法分形對于一切涉及組織結構和形態(tài)發(fā)生的領域均有實際應用意義并在石油勘探、地震預測、城市建設、癌癥研究、經濟分析等方面取得了不少突破性的進展。
6、曲面造型技術 它是計算機圖形學和計算機輔助幾何設計Computer Aided Geometric Design的一項重要內容主要研究在計算機圖象系統(tǒng)的環(huán)境下對曲面的表示、設計、顯示和分析。經三十多年發(fā)展現在它已經形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數化特征設計和隱式代數曲面表示這兩類方法為主體以插值Interpolation、擬合Fitting、逼近Approximation這三種手段為骨架的幾何理論體系。隨著計算機圖形顯示對于真實性、實時性和交互性要求的日益增強隨著幾何設計對象向著多樣性、特殊性和拓撲結構復雜性靠攏的趨勢的日益明顯隨著圖形工業(yè)和制造工業(yè)邁向一體化、集成化和網絡化步伐的日益加快隨著激光測距掃描等三維數據采樣技術和硬件設備的日益完善曲面造型在近幾年來得到了長足的發(fā)展。
五、對計算機圖形學的認識 經過了一階段計算機圖形學的學習對于圖形學中基本圖形的生成算法有了一定的了解。深度研究圖形學需要高深的數學知識且每一個細化的方向需要的知識也不一樣。圖形學是計算機科學與技術學科的活躍前沿學科被廣泛的應用到生物學、物理學、化學、天文學、地球物理學、材料科學等領域。我深深感到這門學科涉及的領域之廣是驚人的可以說博大精深。在這個計算機的時代什么都要用到，計算機技術圖形也是我們生活中重要的部分所以我們得好好學好圖形學。
可惜在這么短的時間內來不及更深入地學習，關于圖形學還有不少知識老師對我們沒來及細細講解只是一提帶過，不能不說這是個遺憾，希望以后還有機會聽您給我們細細講解未涉及的內容，帶領我們更深入的對圖形學進行探討和鉆研，能夠翱翔在圖形學這片蔚藍的天空。您就是領航人，我們就是那一艘艘在知識大海中航行的船泊，在老師的指引下?lián)P帆前進！
第二篇：計算機圖形學學習的心得體會
對計算機圖形學課程學習的心得體會
通過一個學期的學習，了解了什么是計算機圖形學、什么是圖形API、為什么需要計算機圖形學以及計算機圖形學在各個領域的應用。計算機圖形學是一種使用數學算法將二維或三維圖形轉化為計算機顯示器的柵格形式的科學，研究的是應用計算機產生圖像的所有工作，不管圖像是靜態(tài)的還是動態(tài)的，可交互的還是固定的，等等。圖形API是允許程序員開發(fā)包含交互式計算機圖形操作的應用而不需要關注圖形操作細節(jié)或任務系統(tǒng)細節(jié)的工具集。計算機圖形學有著廣泛的應用領域，包括物理、航天、電影、電視、游戲、藝術、廣告、通信、天氣預報等幾乎所有領域都用到了計算機圖形學的知識，這些領域通過計算機圖形學將幾何模型生成圖像，將問題可視化從而為各領域更好的服務。
計算機圖形學利用計算機產生讓人賞心悅目的視覺效果，必須建立描述圖形的幾何模型還有光照模型，再加上視角、顏色、紋理等屬性，再經過模型變換、視圖變換、投影操作等，通過這些步驟從而實現一個完整的OpenGL程序效果。OpenGL是一個開放的三維圖形軟件包，它獨立于窗口系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，以它為基礎開發(fā)的應用程序可以十分方便地在各種平臺間移植。計算機圖形學通過應用OpenGL的功能，使得生成的圖形效果具有高度真實感。學習計算機圖形學的重點是掌握OpenGL在圖形學程序中的使用方法。
21世紀是信息的時代，在日新月異的科技更新中相信計算機會發(fā)揮越來越重要的作用，計算機圖形學也會在更多的領域所應用，雖然我國在這方面還比較薄弱，但相信會有越來越好的時候的。
第三篇：《計算機圖形學》實驗報告
吉林大學
計算機科學與技術學院
《計算機圖形學》實驗報告
班級： 211923班
學號： 21190928
姓名： 林星宇
2021-2022學年第1學期
實驗項目1 | 邊標志算法的實現 | ||
實驗性質 | □演示性實驗 ?驗證性實驗 □操作性實驗 ?綜合性實驗 | ||
實驗地點 | 計算機樓B212 | 機器編號 | |
一、實現的功能 編寫應用程序，采用鼠標輸入頂點的方法確定待填充多邊形（多邊形最后一點雙擊）；實現邊標志算法完成對該多邊形的填充，要求 完成使用自己學號的后四位數字對多邊形內部進行填充。 | |||
二、采用的圖形學算法及實現 （算法的實現函數是什么（函數名，參數，返回值，函數功能等）以及采用了哪些數據結構（數組，鏈表等）） 要求使用邊標志算法的原理和實 現方法，所以使用了EdgeMarkFill函數，即邊標志算法： void CMFCDrawTestView::EdgeMarkFill(CDC* pDC, CArray pDC為設備環(huán)境變量指針，plist為多邊形點表，color為傳入的RGB（）值。 int zima[16][32]為學號后4位二維數組。 X1,x2,y1,y2分別為多邊形上的最小最小大,y值 | |||
三、采用的交互方式及實現 （采用了哪些交互方式來完成繪制，這些交互方式應用到了哪些系統(tǒng)消息，是如何實現的） 邊填充的實現：編寫應用程序，采用鼠標輸入頂點的方法確定待填充多邊形（多邊形最后一點雙擊）；實現邊標志算法完成對該多邊形的填充，要求 完成使用自己學號的后四位數字對多邊形內部進行填充。 易知，在畫完多邊形后，即雙擊左鍵（OnLButtonUp）后，使用EdgeMarkFill函數。 Type=2時，在OnLButtonUp中，調用EdgeMarkFill(pDC,&(obj->points), RGB(r, 0, 0)); | |||
四、實驗結果 （程序的運行結果） 應用程序運行后，標志算法完成對該多邊形的填充的圖形結果如下：
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五、遇到的問題及解決辦法 問題1：（在實現過程中遇到了什么樣的問題，及采用了何種解決辦法） 在獲取下x1,x2,y1,y2時，因為Dos界面x、y大小顛倒的原因，獲取時出現了問題。 首先，通過for(int i = 1;i < plist->GetSize();i++){ CPoint p = plist->GetAt(i); if(x1 > p.x)x1 = p.x; if(x2 < p.x)x2 = p.x; if(y1 > p.y)y1 = p.y; if(y2 < p.y)y2 = p.y; } 獲取x1,x2,y1,y2.在遍歷多邊形過程中： int count = plist->GetSize(); for(int i = 0;i < count;i++){ CPoint p1 = plist->GetAt(i); CPoint p2 = plist->GetAt((i + 1)% count); if(p1.y == p2.y) continue; if(p1.y > p2.y) { CPoint p;p = p1;p1 = p2;p2 = p; } xs = p1.x; dxs =(p2.x-p1.x)/(double)(p2.y-p1.y); //dys = abs(p2.y-p1.y)/(p2.y-p1.y); for(ys = p1.y;ys!= p2.y;ys += 1) { Ixs = int(xs + 0.5); MARK[ys][Ixs] =!MARK[ys][Ixs]; xs = xs + dxs; } 黃線處即為處理x1,x2,y1,y2的大小。 問題2：通過數組zima[][]來確定多邊形區(qū)域填充學號后4位時，zima[y ][x ]未%其字長，即zima[y % 16][x % 32]。后改為： for(y = y1;y <= y2;y++) { bool inside = false; for(x = x1;x <= x2;x++) { if(MARK[y][x]) inside =!inside; if(inside) { if(zima[y % 16][x % 32]) pDC->SetPixel(x, y, RGB(255, 0, 0)); } } } |
實驗項目2 | 立方體的比例、平移、旋轉變換及投影顯示 | ||
實驗性質 | □演示性實驗 ?驗證性實驗 □操作性實驗 ?綜合性實驗 | ||
實驗地點 | 計算機樓B212 | 機器編號 | |
一、實現的功能 建立立方體的數據模型；編寫應用程序，利用菜單和鍵盤結合的方式完成對立方體的移動、比例和旋轉變換，并顯示透視或斜二測投影結果。要求應用程序具有如下功能： 1、通過菜單選擇的方式，選擇對三維空間中的立方體作斜二測投 影或透視投影； 2、通過鍵盤按鍵或鼠標移動的方式，完成對三維空間中的立方體 進行平移變換（上下左右前后），比例變換（放大或縮?。┮约?旋轉變換（繞 x，y，z 軸），并同時顯示變換后的投影結果 3、創(chuàng)建對話框，通過對話框設置透視投影時候的投影中心，以及旋轉變換時候的旋轉軸（可以設置成分別繞 x 軸，y 軸，z 軸進 行旋轉） | |||
二、采用的圖形學算法及實現 （算法的實現函數是什么（函數名，參數，返回值，函數功能等）以及采用了哪些數據結構（數組，鏈表等）） 題目要求實現立方體的移動、比例和旋轉變換，并顯示透視或斜二測投影結果。 對要求1：在菜單選TY項中選擇斜二測投影（斜二=1）或透視投影(透視=1)。然后在OnDraw中調用Draw_Cubic(CDC* pDC)畫出立方體。 對要求2：在OnKeyDown中調用函數，即在鍵盤上按“S”使立方體變小，“B”使立方體變大，“←”“→”“↑”“↓”使立方體左右上下移動。 對要求3：在菜單XYZ中選擇旋轉的x,y,z軸，即x=1或y=1或z=1，然后在OnKeyDown中調用函數，即按鍵盤上的“T”或“P”. | |||
三、采用的交互方式及實現 （采用了哪些交互方式來完成繪制，這些交互方式應用到了哪些系統(tǒng)消息，是如何實現的） 由題目要求1，易知需要一個函數Draw_Cubic(CDC* pDC)畫出立方體的斜二測投影或透視投影并且建立一個菜單欄TY(投影)。即在菜單選TY項中選擇斜二測投影（斜二=1）或透視投影(透視=1)。然后在OnDraw中調用Draw_Cubic(CDC* pDC)畫出立方體。 由題目要求2：易知直接在OnKeyDown函數上添加使立方體變大變小，前后左右平移的功能。即即在鍵盤上按“S”使立方體變小，“B”使立方體變大，“←”“→”“↑”“↓”使立方體左右上下移動。 由題目要求3：建立一個菜單XYZ決定旋轉的軸。 | |||
四、實驗結果 （程序的運行結果） 斜二測投影：
斜二測投影平移到左上角：
斜二測投影平移到右下角：
斜二測投影變大：
斜二測投影變?。?/p>
斜二測投影變?yōu)橥敢曂队埃?/p>
斜二測投影繞z軸旋轉：
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五、遇到的問題及解決辦法 （在實現過程中遇到了什么樣的問題，及采用了何種解決辦法） 問題1：一開始建立立方體時，沒有建立邊表，導致投影困難。 后來建立了點表和對應的邊表。 問題2：一開始Draw_Cubic中x1, y1,z1, x2, y2,z2定義為了int型。 |
實驗項目3 | 用矩形窗口對多邊形進行裁剪 | ||
實驗性質 | □演示性實驗 ?驗證性實驗 □操作性實驗 ?綜合性實驗 | ||
實驗地點 | 計算機樓B212 | 機器編號 | |
一、實現的功能 編寫應用程序實現多邊形裁剪。要求首先采用鼠標確定裁剪區(qū)域（矩形區(qū)域），然 后用鼠標輸入待裁剪的多邊形（可分別使用鼠標左鍵和右鍵來確定裁剪區(qū)域和待裁剪 的多邊形）。多邊形繪制完畢后進行裁剪，以不同顏色顯示被裁剪對象位于窗口內（此 部分應保證多邊形的完整性）及外部的部分。 | |||
二、采用的圖形學算法及實現 （算法的實現函數是什么（函數名，參數，返回值，函數功能等）以及采用了哪些數據結構（數組，鏈表等）） 因為要編寫應用程序實現多邊形裁剪。要求首先采用鼠標確定裁剪區(qū)域（矩形區(qū)域），然 后用鼠標輸入待裁剪的多邊形（可分別使用鼠標左鍵和右鍵來確定裁剪區(qū)域和待裁剪 的多邊形）。所以要使用多邊形裁剪算法，即Cut_Top()，Cut_Bottom()，Cut_Left（），Cut_Right（）四個函數。 Cut()函數為用綠色顯示被裁剪對象位于窗口內部分。 存在int type的變量; 當type=1時，在OnLButtonUp中畫出矩形框。 當type=2時，畫出多邊形，在左鍵雙擊后，在OnLButtonDblClk中調用如下函數：Cut_Top();Cut_Right();Cut_Bottom();Cut_Left();Cut(); 裁剪多邊形在，并標出在矩形內部的部分。 | |||
三、采用的交互方式及實現 （采用了哪些交互方式來完成繪制，這些交互方式應用到了哪些系統(tǒng)消息，是如何實現的） 編寫應用程序實現多邊形裁剪。要求首先采用鼠標確定裁剪區(qū)域（矩形區(qū)域），然 后用鼠標輸入待裁剪的多邊形（可分別使用鼠標左鍵和右鍵來確定裁剪區(qū)域和待裁剪 的多邊形）。多邊形繪制完畢后進行裁剪，以不同顏色顯示被裁剪對象位于窗口內（此 部分應保證多邊形的完整性）及外部的部分。 根據以上繪制方法，可知需要處理WM_OnLButtonDblClk（左鍵雙擊）及WM_LButtonUp（左鍵抬起）消息，為了繪制橡皮線，還需處理調用WM_MouseMove（鼠標移動）消息。 因為可以用鼠標畫出矩形和多邊形，所以這么規(guī)定，當type=1時畫矩形，即： DDALine(pDC,lx,by,lx,ty,RGB(r, g, b)); DDALine(pDC, lx, by, rx, by, RGB(r, g, b)); DDALine(pDC, rx, by, rx, ty, RGB(r, g, b)); DDALine(pDC, lx, ty, rx, ty, RGB(r, g, b)); 當type=2時畫多邊形，而后裁剪，即： for(int i = 0;i < pointList.GetSize();i++) { p1 = pointList.GetAt(i); p2 = pointList.GetAt((i+1)% count); DDALine(pDC, p1.x, p1.y, p2.x, p2.y, RGB(0,255,0)); } | |||
四、實驗結果 （程序的運行結果） 裁剪結果如下圖所示，黑色為裁剪窗口，紅色為多邊形被裁剪的部分，綠色為多邊形裁剪后的部分：
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五、遇到的問題及解決辦法 （在實現過程中遇到了什么樣的問題，及采用了何種解決辦法） 問題1：我在裁剪使一開始對多邊形做上下左右裁剪時，這四個步驟是分別對原圖形裁剪，而不是對圖形接連進行裁剪。后來在裁剪函數上先除去之前圖形，然后把已裁剪多邊形重新構建。如下： pointList.RemoveAll(); for(int i = 0;i < m;i++) pointList.Add(CP[i]); 問題2：在多邊形被矩形裁剪的部分顯現不同顏色花費了挺多時間，后來我直接讓裁剪的部分顏色被覆蓋就可以了。如下： for(int i = 0;i < pointList.GetSize();i++) { p1 = pointList.GetAt(i); p2 = pointList.GetAt((i+1)% count); DDALine(pDC, p1.x, p1.y, p2.x, p2.y, RGB(0,255,0)); } |
第四篇：計算機圖形學學習心得
《計算機圖形學》學習報告
? 東西方建筑中的理性
盡管東方“木構”的暫時性文化和西方“石砌”的永久性文化氛圍造成了建筑形式風格的差異，但是它們都兼有理性和感性美。從柱式的英文“order”一詞，到中國古建筑等級制的基數開間，無不透露著匠人的理性思考；從古埃及繪畫中為了將人的特征最大限度表現而作的頭部側面身體正面的繪畫，到文藝復興達芬奇創(chuàng)造的透視畫法，一步步將人們引向更為理性的世界。
西方古典主義者強調構圖中的主從關系，突出軸線、講求配稱；倡導理性，主張建筑的真實，反對表現感情和情緒。隨之而來的比例、節(jié)奏、韻律、秩序美，是建筑區(qū)別于雕塑和繪畫兩大藝術的特點。
維特魯威提出的建筑三原則：堅固、適用、美觀，時時刻刻提醒著我們建筑是要被建造起來的，它是我們的“避難所”，需要理性的結構、縝密的分析和思考。時代在進步，建筑理論從勒杜克的結構理性主義發(fā)展到現在的解構主義，再也不是建筑形式適應結構的時代了，而是兩者互為促進。
我們對建筑的理解不再是像路易斯康那樣再去問磚想做什么，等待它做拱卷的回答。我們向大自然學習，卡拉特拉瓦創(chuàng)造了許多帶有理性美的仿生建筑。當我們想進一步拓寬我們的思維時，我們還能向誰求助？計算機圖形學為我們打開了理性思考的一扇窗。
? 計算機圖形學對理性建筑的貢獻
半個多世紀以來，計算機技術得到了飛速的發(fā)展。它的進步不僅僅使世界變得更平，信息交流更便捷，在此平臺上開發(fā)的各種繪圖軟件更是將建筑師從傳統(tǒng)的手工渲染畫圖中解放出來，也解放了結構師的工作量。用了30年的時間，計算機的速度從K（103）到T（1012），而從T到Z（1021），我們只用了10年時間。發(fā)展的速度是越來越快，我們設計方法和速度都得到了革新。這是這樣一個數字化信息化的時代，才有弗蘭克蓋里建筑的夸張和扎哈哈迪德設計的新奇。
原來我們隨手繪出的自由曲線，現在計算機都能幫我們算出是否有建造的可能，以及建筑性能也能在建造前得到分析。在創(chuàng)意上，計算機也能將我們模糊的概念無限發(fā)展，給它一個規(guī)則，它可能還你一個超乎想象的造型，在理性規(guī)則中生成感性而自由的建筑。
知其然，還應知其所以然，看著電視機的變薄，圖像更加逼真，這變化的一切都建立在計算機圖形學的架構下，了解了基礎原理，才能更高效地做高質量的建筑設計。
? 計算機圖形學的理論知識
1.相關概念
計算機圖形學是主要研究通過計算機處理用集合數據和數學模型所描述的圖形的原理、算法和系統(tǒng)。包括圖形的輸入、存儲、運算、轉換、傳送和輸出。數字化技術是泛指在某特定領域利用包括硬件、軟件在內的計算機與電子技術以及數學或數字模型等描述的問題進行求解、模擬或分析活動的一切應用技術。
建筑數字化技術研究應用包括建筑的數字化設計和反映建筑的數字化特征在內的數字技術。而建筑數字化技術的核心幾何學科就是計算機圖形學。2.反映建筑數字化特征的典型圖形技術
建筑的動態(tài)特征——圖形顯示：如奧地利格拉茨美術館的925盞燈形成的外墻面顯示屏 建筑的互動特征——圖形顯示：如杜瑟赫姆市的隨情感變化而色彩變化的建筑物
建筑的數字特征——幾何運算：如柏林Max Reinhardt大樓模型及“莫比烏斯環(huán)”變換 建筑的虛實特征——交互式圖形：如法國國立圖書館（實體與網絡圖書館）
設計手段和設計媒體的數字化特征——交互式圖形：如紐約韓國基督教長老會教堂 而建筑性能如聲環(huán)境、熱環(huán)境、光環(huán)境、風環(huán)境模擬的可視化分析中都用到了圖形學。3.虛擬現實技術（VR）
虛擬現實技術是計算機生成的給人多種感官刺激的虛擬世界（環(huán)境），是一種高級的人機交互系統(tǒng)。
虛擬現實技術的三個基本特征：沉浸感、交互性、想象力 它具有多學科的綜合性，正如建筑學是一門綜合的藝術，虛擬現實技術包括圖像處理、圖形學、計算幾何、多傳感器、網絡、多媒體和仿真技術等。
正如課堂上老師放映的《碟中諜4》，逼真的爆炸場景，以及從皮克斯動畫開始的動物毛發(fā)到最近火熱的《少年派》逼真的老虎與人共存畫面，虛擬現實技術的進步影響到了我們生活的方方面面，觸到了我們原來想都不敢想的世界。
而VR技術在建筑行業(yè)中，有以下作用：（1）指導設計：讓建筑師通過瀏覽觀察和了解空間關系，特別是對空間大小、方向、形狀和建筑元素行為的理解。（2）建筑表現與環(huán)境仿真（3）仿真施工：檢查和修改施工細節(jié)、合理性和有效性
4.虛擬現實的基礎與關鍵技術：建模與描繪
基于幾何和圖形學的建模和描繪技術
直接幾何建模
3D掃描建模
投影視圖建模
基于圖像的場景描繪技術（IBR）
圖像投影變形技術 光場重建技術
混合式IBR技術
IBR技術圖形的繪制獨立于場景的復雜性，僅僅與所要生成畫面的分辨率有關。
第五篇：計算機圖形學實驗
實驗三 MFC畫直線
最近自己在學習如何在VC 6.0 開發(fā)環(huán)境下的使用MFC AppWizard（exe）來繪畫一條直線，雖然比較簡單，通過這樣的練習可以幫助你熟悉MFC的開發(fā)環(huán)境以及其中的消息傳遞機制，希望對于像我一樣初入MFC圖形繪制學習的人有幫
助
第一步：構建MFC窗體
打開Visual C++ 6.0編譯器 新建→工程→MFC AppWizard（exe），工程名以DrawLine為例，然后確定。為了方便，在MFC應用程序向導—步驟1當中選擇“單文檔”，其余所有的步驟都為默認值，直接“完成”。這樣一個簡單的MFC窗體就構建好了，自己不妨Compile—Build—BuildExecute一下。
第二步：編輯菜單項
選擇ResourceView視窗展開Menu文件夾，左鍵雙擊IDR_DRAWLITYPE，右邊就會出現菜單圖形編輯界面，為了簡化，我們只在添加幫助→DrawLine功能選擇項。雙擊空白會彈出“菜單項目 屬性”對話框。ID：ID_DRAW_LINE；標明：
DrawLine(&D)，其它的為缺省。
第三步：建立消息命令
如果此時運行該程序，你會發(fā)現幫助—DrawLine的功能選項是灰色的，原因就在于我們還沒有添加該功能的消息命令相應函數。通過“查看—Message Maps—Project：DrawLine—Class name：CDrawLineView—Object IDs：ID_DRAW_LINE—選定COMMAND—Add Function?”，其它為默認，最后確定完成?，F在如果再重新運行該程序的話，會發(fā)現原來的灰色已經消除了。
第四步：添加鼠標消息響應
打開ClassView視窗，右鍵選定CDrawLineView，選擇Add Windows Messsage Handler會彈出對話框，完成CDrawLineView類的WM_LBUTTONDOWN、WM_MOUSEMOVE、WM_LBUTTONUP三個Windows消息事件的新建。
第五步：添加響應代碼
首先，在ClassView視窗中雙擊CDrawLineView會定位到“DrawLineView.h : interface of the CDrawLineView class”的文件，添加CDrawLineView類的成員：protected: int m_Drag;POINT m_pPrev;POINT m_pOrigin;三個成員變量。視窗中展開CDrawLineView類，雙擊定位OnLBUTTONDOWN()函數。在該函數消息響應
處添加如下代碼：
//建立好繪圖的設備環(huán)境
CClientDC dc(this);OnPrepareDC(&dc);
dc.DPtoLP(&point);
//獲取起始點坐標 m_pPrev=point;m_pOrigin=point;
m_Drag=1;
然后，定位于OnMouseMove()，添加如下代碼（其中關鍵用到了橡皮筋技術）：
//建立好繪圖的設備環(huán)境
CClientDC dc(this);
OnPrepareDC(&dc);dc.DPtoLP(&point);
dc.SetROP2(R2_NOT);//橡皮筋繪圖技術
//判斷是否BUTTONDOWN
if(m_Drag)
{
dc.MoveTo(m_pOrigin);dc.LineTo(m_pPrev);dc.MoveTo(m_pOrigin);dc.LineTo(point);
}
m_pPrev=point;
最后，在OnLBUTTONDOWN()添加代碼： m_Drag=0;
程序運行效果圖
實驗4 實現圓的生成算法
一、實驗目的
1.熟悉CDC圖形程序庫； 2.掌握中點畫圓生成算法； 3.掌握Bresenham畫圓算法。
二、實驗內容
利用VisualC++6.0設計一個簡易畫圓繪圖板，驗證圓生成算法。
三、實驗指導
1.生成繪圖應用程序的框架，如下圖所示。具體實現見第二次實驗，過程不再詳細說明。
2.在應用程序中增加菜單
完成相關菜單的設計，具體的效果如下圖所示，并設置好相關菜單消息的映射，具體的實現在前面的實驗中介紹過，再此不在詳細說明。
3.在繪圖函數中添加代碼
通過以上步驟，得到了與菜單對應的消息映射，就可以在函數中添加代碼繪制圖形了。（1）利用中點畫圓算法實現圓的生成（算法原理見教材）。void CDraw_CirView::OnMid(){ // TODO: Add your command handler code here CDC*pDC=GetDC();//得到繪圖類指針
RedrawWindow();//重繪窗口
int x,y,x0=200,y0=200,r=100;//圓的圓心為(x0,y0),半徑為r float d;x=0;y=r;d=1.25-r;
pDC->SetPixel(x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));while(x<=y){
if(d<0)
{
d=d+2*x+3;
x++;
}
else
{
d=d+2*(x-y)+5;
x++;
y--;}
pDC->SetPixel(x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));
pDC->SetPixel(y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));
pDC->SetPixel(y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));
pDC->SetPixel(x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));
pDC->SetPixel(-x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));
pDC->SetPixel(-y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));
pDC->SetPixel(-y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));
pDC->SetPixel(-x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));} } 由以上代碼繪出的圖形如下：
（2）利用Bresenham算法生成圓（算法原理見教材）。void CDraw_CirView::OnBre(){ // TODO: Add your command handler code here CDC*pDC=GetDC();//得到繪圖類指針
//RedrawWindow();//重繪窗口
int x,y,x0=200,y0=200,r=50;//圓的圓心為(x0,y0),半徑為r int delta,delta1,delta2,direction;x=0;y=r;delta=2*(1-r);while(y>=0){
pDC->SetPixel(x+x0,y+y0,RGB(0,0,255));
pDC->SetPixel(x+x0,-y+y0,RGB(0,0,255));
pDC->SetPixel(-x+x0,y+y0,RGB(0,0,255));
pDC->SetPixel(-x+x0,-y+y0,RGB(0,0,255));
if(delta<0)
{
delta1=2*(delta+y)-1;
if(delta<=0)direction=1;
else direction=2;
}
else if(delta>0)
{
delta2=2*(delta-x)-1;
if(delta2<=0)direction=2;
else direction=3;
}
else direction=2;
switch(direction)
{
case 1:x++;
delta+=2*x+1;
break;
case 2:x++;y--;
delta+=2*(x-y+1);
break;
case 3:y--;
delta+=(-2*y+1);
break;
} } }
由以上代碼繪出的圖形如下：
（3）以上是本次實驗的基本部分，利用中點畫圓和Bresenham畫圓算法實現的基本圖形的繪制。能不能利用該算法，完成一些復雜圖形的生成，比如利用基本的畫圓算法繪制一個奧運五環(huán)。甚至根據畫圓算法，實現二次曲線的生成，如橢圓的生成等等。請同學們認真考慮，完成這部分的內容，上機調試。
四、思考
1.如何實現圓心為任意位置的圓的繪制； 2.兩種畫圓算法的比較。
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