3D实验报告1

课程设计报告

题目：建筑效果

系科：管理信息系

专业： 计算机多媒体应用技术

班级：多媒3091

组名： 3组

时间： 2011年6月

报告成绩： 作品成绩：

指导教师： 朱云峰

制作过程

１：制作房子的步骤

一、制作房子

1、在创建命令面板上单击[几何体]按钮，在类型卷展栏中单击[长方体]按钮，并在顶视图创建一个长方体，为了在后期修改中能使模型更平滑一些，需要提高其宽度分段和高度分段。如图所示

2、切换到修改命令面板，展开参数卷展栏，将[长度]和[宽度]都设置为3000，将[长度分段]和[宽度分段]都设置为32。

3、按M键打开材质编辑器，在示例窗口中选择一个空白的示例球.

4、选择贴图，设置[漫反射]为１００，设置ＵＶ，[平铺]Ｕ＝１０，Ｖ＝１０如图所示

5、将几何体改成[复合对象]，利用布尔拾取对象，得到想要的一个形状

6、再将几何体改成[标准基本体]，再画一个长方体，将长和宽高分段都设置为１０，１０　，１０，再利用[晶格]把长方体变为窗体的样式。如图

7、做到这里，我们差不多所用的都画好了，剩下的就是我们调整一下方位和组合，

最后的组合如图：

8、在做这个场景的最后就是还有个像楼梯的样式，最后通过【几何体】画一个小的长方体，再通过菜单栏里面的【工具】中的【阵列】调试Y=10移动Y=100得到最后的图为;

第二篇：图形学3D图形渲染实验报告

图形学3D图形渲染实验报告

功能：

实现母线为Bezier曲线的旋转集合体，两个光源，基于扫描线z缓冲算法的3D图形渲染。

程序结构：

Csrgp类：

srgp类为一个二维光栅软件包，实现了基本的二维图形的绘制能力（点，直线，圆，多边形，扫描转换多边形）并实现了双缓冲技术（内存缓冲技术）。在此基础上，添加了扫描线z缓冲算法的三维集合体的渲染。

Csrgp类声明如下：

public:

HDC m_hdc;

DWORD m_iColor;

POINT m_Oring;

HDC m_memHdc;

double **Z_Buf;

bool m_onMemery;

int m_Umin, m_Vmin, m_Eu, m_Ev;//设备坐标系视区

double m_VCUmin, m_VCUmax, m_VCVmin, m_VCVmax;//观察坐标系uv平面窗口

double m_Fdistance, m_Bdistance;//前后裁减面，在观察坐标系中指定

Vector3d m_VRP;//观察参考点

Vector3d m_VPN;//观察坐标系法向

Vector3d m_VUP;//观察正向

Vector3d m_PRP;//投影参考点，在观察坐标系中指定

Vector3d m_VrcU, m_VrcV, m_VrcN;//观察坐标系

int width ;

int high ;

double m_Xmin, m_Ymin, m_Ex, m_Ey, m_a;//0-2//设备坐标系视区

Vector3d m_MatrixWindows2Device[3];

Vector4d m_MatrixWorldCoord2VRC[4];

Vector4d m_Npar[4];//平行投影视见体规范化变换

Vector4d m_Nper[4];//透视投影视见体规范化变换

Vector4d m_Npar2per[4];//透视投影到平行投影视见体

Vector4d m_FinalMatrix[4];//最终投影变换矩阵

Vector4d m_MatrixLocal2WorldCoord[4];//局部坐标系到世界坐标系变换

bool m_FinalMatrixInvalidly;

//////////////////////////////////

Vector3d L1, L2;//两个点光源位置,世界坐标系中

Vector3d Ia;//环境光强

Vector3d I1;//点光源1强度

Vector3d I2;//点光源强度

double Ic;//亮度控制

double C0, C1, C2;//衰减控制

double m_maxI;//最大光强度

//////////////////////////

// Operations

public:

void PutPixel(int x, int y);

void PutPixel(int x, int y, DWORD color);

void DrawOnMemery(bool onMemery = true);

void LineCoord(int x0, int y0, int x1, int y1);

void CirclePoints(int x, int y, int offsetX, int offsetY);

void CircleCoord(int offsetX, int offsetY, int radius);

DWORD GetColor();

void SetColor(DWORD color);

void Draw ();

void FillPolygon(const CPolygon &);

void LineCoord3D(Vector3d, Vector3d);

void DisplayParametricPolynomialCurve(Vector3d PG[],double M[MAX][MAX], int n, int count);

void DisplayCubicHemiteCurve(Vector3d P[2], Vector3d PR[2], int count);

void DisplayBezierCurve(Vector3d P[], int n, double DELTA);

void Windows2Device(Vector3d P);

void WorldCoord2VRC(Vector3d P);

void SetDeviceViewArea(int Umin, int Vmin, int Eu, int Ev);

void SetWindow(double Xmin, double Ymin, double Ex, double Ey, double a);

void SetVRC(Vector3d VRP, Vector3d VPN, Vector3d VUP);

void SetVRP(Vector3d VRP);

void SetVPN(Vector3d VPN);

void SetVUP(Vector3d VUP);

void SetViewCoordCwindow(double umin,double umax,double vmin,double vmax);

void SetCutPlane(double F,double PB);

void SetPRP(Vector3d PRP);

void Transform(Vector3d P, Vector4d Matrix[]);

void StandardizeParallelProjectObject(Vector3d P);

void StandardizePerspectiveProjectObject(Vector3d P);

void StandardizePerspective2ParallelProjectObject(Vector3d P);

void ParallelProject(Vector3d P);

void DrawEdge(CEdge& p);

void Clean();

void CaculateFinalMatrix(CSolid& s);

void DivideBezierCurve(std::vector<std::pair<double, double> >& ret,Vector3d P[], int n, double DELTA);

void Romance(CSolid & solid);

void InitializeBackGround();

void InitializeZBuf();

#ifdef _DEBUG

void CSrgp::trace(CSolid & solid,

std::vector <PolygonStruct>& polygonSt,

std::vector <EdgeStruct>& edgeSt,

std::list <PolygonStruct *> PolygonTable[SCANLINE]);

#endif

private:

void CreatET (const CPolygon &);

int GetInt(double);//取整规则

void CalculateV(double C[3][MAX], int n, double t, Vector3d newV);

void BezierCurveSplitting(Vector3d P[], Vector3d Q[], Vector3d PR[], int n);

double Distance(Vector3d P[], int n);

void CaculateMatrix3d(Vector3d p[], Vector3d Q[]);

void CaculateMatrix4d(Vector4d p[], Vector4d Q[]);

void CrossMultiply3d(Vector3d P, Vector3d Q);

void CaculateVRC();

void CaculateMatrixWindows2Device();

void CaculateMatrixWorldCoord2VRC();

void CaculateNpar();//计算平行投影视见体规范化变换

void CaculateNper();//计算透视投影视见体规范化变换

void CreatPt(CSolid & solid,

std::vector <PolygonStruct>& polygonSt,

std::vector <EdgeStruct>& edgeSt,

std::list <PolygonStruct *> PolygonTable[SCANLINE]);

double Attenuate(double distance);//光线衰减系数

public:

virtual ~CSrgp();

CSolid类：

CSolid类实现了三维实体的边界表示法，能够将母线为Bezier曲线的旋转几何体由特征表示转换为边界表示，并配合CSrgp类实现3D实体的渲染。

CSolid类声明：

public:

int ID; //体ID

CSrgp * srgp;

std::deque<CVertex> vertex;//体的所有顶点

std::vector<CEdge> edge;

std::vector<CFace> face; //体包含的面

Vector3d location[4];//局部坐标系在世界坐标系中的定位

int countV, countE, countF;

//光照

double Ka; //环境光反射系数

double Kd; //漫反射系数

double Ks; //镜面反射系数

int n; //镜面反射指数

Vector3d Cd;//满反射系数颜色分解(Cd[R],Cd[G],Cd[B])

Vector3d Cs;//镜面反射系数颜色分解(Cs[R],Cs[G],Cs[B])

void setLocation(Vector3d l[]);

public:

#ifdef _DEBUG

void dump();

#endif

CSolid(int id, CSrgp* s);

CSolid(const CSolid& c);

CSolid& operator = (const CSolid& c);

CFace& InsertFace (int Q[],int n, bool isedge=1);

CEdge& InsertEdge (CVertex& P, CVertex& Q);

CVertex& InsertVertex (Vector3d P);

void Draw();

int DivideCircularity(Vector3d M);

void CreatRotateGeometry(Vector3d M[], int n);

void CreatBezierRotateGeometry(Vector3d P[], int n, double DELTA);

void Romance();

3D实体的边界表示：

数据结构：

体结构CSolid

面结构CFace

边结构CEdge

顶点结构CVertex

3D实体线框图效果

图表 1 两个实体线框图正面效果

图表 2 两个实体线框图侧面效果

3D实体的渲染：

基本原理：

采用扫描线z缓冲技术，应用Gouraud插值着色方法渲染。

数据机构：

多边形结构：

struct PolygonStruct{

Vector4d feq; //世界坐标系方程

int sort;

int Vmax; //

int id;

std::vector <int>edge; //所有边

std::vector<EdgeStruct *> ET[SCANLINE];

};

边结构：

struct EdgeStruct{

int Vmax;

double deltaU;

double n;

int u;

int sort; //类别

bool horizon;

std::vector<int> face; //所属面

Vector3d start;

Vector3d end;

Vector3d sColor;

Vector3d eColor;

int startID;

int endID;

};

边对结构：

struct PairEdge{

public:

PairEdge(EdgeStruct&,EdgeStruct&,PolygonStruct&,int);

double Ul;

double deltaUl;

int Vlmax;

double Ur;

double deltaUr;

int Vrmax;

double Nl;

double deltaNu;

double deltaNv;

int Pi;

Vector3d Il;

Vector3d Ir;

Vector3d deltaIl;

Vector3d deltaIr;

};

多边形分类表：

std::list <PolygonStruct *> PolygonTable[SCANLINE];

活化多边形表

std::list <PolygonStruct *> ActivePolyList;//活化多边形表

/活化边对表

std::list <PairEdge > ActivePairEdgeList;//活化边对表

算法：

扫描线z缓冲算法

颜色模型：

RGB颜色模型

渲染效果：

图表 3两个实体的正面渲染效果（两个光源，分别位于坐上方和右上方）

图表 4两个实体的侧面渲染效果（光源同上）

交互设计：

通过鼠标点击按钮改变观察点，观察原点，观察法向和观察窗口值。设计可改变物体位置，但鉴于渲染效率低，没添加此功能。（预留并实现了该函数，但是交互界面禁用了此功能）

图表 5程序界面

缺陷：

由于程序开始设计较早，所以没能从整体把握程序的结构，在实体表示时数据结构的设计给后面的渲染带来了一定难度。

优点：

将造型和渲染分开的设计叫好的实现和功能的分割，是程序实现更加容易。程序设计时考虑了交互的情况，所以在任何导致图形改变的参数被改变时，都能够容易的重绘图形，这是设计上的优点。

注：

本程序在ＶＣ＋＋６.0 SP6　下调试通过。若使用较低版本的编译器可能导致STL与MFC冲突。

权利：

作者授权中国人民大学信息学院将本程序及源代码用于教学。

作者：

中国人民大学信息学院

王占伟

July 13, 2007

相关推荐

3D实验报告1

第二篇：图形学3D图形渲染实验报告

图形学3D图形渲染实验报告

程序结构：

Csrgp类声明如下：

CSolid类：

CSolid类声明：

权利：

作者：

专栏推荐