本书是《计算机图形学基础教程(Visual C++版)》 (ISBN 978-7-302-17082-2)的配套实践教程。本书的编写原则是将计算机图形学的基本原理教授和具体实现相结合。开发工具选用面向对象Visual C++ 6.0的MFC框架环境作为开发平台,可以更好地实现真彩色以及对图形的交互式操作。本书共给出43个案例,内容包括直线距离加权反走样算法、多边形有效边表填充算法、Bezier曲线曲面、B样条曲线曲面、Sierpinski海绵、分形草文法模型、Sierpinski垫片的IFS图形、凸多面体动态消隐算法、立方体动态Z-Buffer算法、立方体动态画家消隐算法、明暗处理立方体、球的光照模型和立方体的纹理映射等。
本书的所有案例全部由笔者独立开发,具有自主知识产权。有些算法如多边形有效边表填充算法、双三次B样条曲面、Sierpinski海绵、Z-Buffer动态消隐和光照模型等内容都是**次公开发表。
本书算法讲解透彻,算法编写规范,注释清晰,读者可以很容易地按照本书提供的源程序一步一步地完成上机实践。本书相关资源可以从清华大学出版社网站(http://www.tup

案例1 金刚石图案算法
案例2 直线中点Bresenham算法
案例3 圆中点Bresenham算法
案例4 椭圆中点Bresenham算法
案例5 直线距离加权反走样算法
案例6 多边形有效边表填充算法
案例7 多边形边缘填充算法
案例8 区域四邻接点填充算法
案例9 二维基本几何变换算法
案例10 Cohen-Sutherland直线裁剪算法
案例11 中点分割直线裁剪算法
案例12 梁友栋Barsky直线裁剪算法
案例13 三维基本几何变换算法
案例14 三视图算法
案例15 透视图算法
案例16 三次参数样条曲线算法
案例17 三次Hermite样条曲线算法
案例18 Bezier曲线算法
案例19 双三次Bezier曲面算法
案例20 三次B样条曲线算法
案例21 双三次B样条曲面算法
案例22 25个控制点的双三次B样条曲面算法
案例23 Cantor集算法
案例24 Koch曲线算法
案例25 Peano-Hilbert曲线算法
案例26 Sierpinski垫片算法
案例27 Sierpinski地毯算法
案例28 Sierpinski海绵算法
案例29 C字曲线算法
案例30 Caley树算法
案例31 Koch曲线文法模型算法
案例32 分形草文法模型算法
案例33 Peano-Hilbert曲线文法模型算法
案例34 分形灌木丛文法模型算法
案例35 Koch曲线的IFS图形算法
案例36 Sierpinski垫片的IFS图形算法
案例37 立方体动态隐线算法
案例38 球的动态隐线算法
案例39 立方体动态Z-Buffer隐面算法
案例40 立方体动态画家隐面算法
案例41 明暗处理立方体算法
案例42 球的光照模型算法
案例43 立方体的纹理映射算法
参考文献

案例1 金刚石图案算法
本案例知识要点
•在Visual C++6.0环境下创建MFC AppWizard(exe)。
•设计程序模板Test的运行界面。
•修改TestView.h和Testview.cpp文件。
一、案例需求
1.案例描述
将半径为r的圆周n等分,然后用直线将各等分点隔点相连,形成的图案称为“金刚石”图案,试编程实现。
2.案例效果图
案例输入对话框及效果如图1-1所示。
3.功能说明
(1)程序运行界面提供文件、绘图和帮助这3个菜单项。
(2)单击绘图菜单,弹出对话框读入圆的等分点个数和圆的半径。
(3)以屏幕客户区**为圆心绘制金刚石图案。
二、案例分析
根据案例需求,需要在MFC环境中建立一个由“文件”、“绘图”和“帮助”这3个菜单项目组成的菜单,其中“文件”的子菜单为“退出”,完成退出应用程序的工作,“绘图”,的子菜单为“Dimond”,用于绘制金刚石图案,“帮助”的子菜单为“关于”,用于显示开发人员信息;定
义一个输人对话框类,提供个两个参数的输入界面。*后在客户区输出金刚石图案。
本案例设计一个P2D类,用于存放各个点的double型(z,y),一般而言,*大等分点不会超浏50个,所以使用P2D类定义了大小为50的P2D类对象数组p[50]。
本案例的难点在于内层循环设计时不要进行重复直线连接。例如对于等分点n=5,连接情况如图1-2和表1-1所示。
为此,设计一个二重循环,代表起点的外层循环从i=0循环到i=n-2,代表终点的内层循环从j=i+1循环到i=n-1。以p[i]z,p[i]y作为起点,以p[i],r,p[j].y作为终点绘制连接线。
三、案例设计
1.点类的设计
class P2D
public:
P2D();
virtual P2D();
double x;
double y;
为了保证运算精度,本案例设计了P2D类,其数据成员为double型的(x,y)。在类视图Class View里选中Test Classes后右击,选择New Class,打开New Class对话框,如图1-3所示。在Class type中选择Generic Class一般类,在Name中输入类名P2D,如图1-4所示。单击OK按钮,在类视图ClassView里添加了新类P2D,如图1-5所示。在文件视图的Source F.iles下VC++向导自动添加了“P2D.h”和“P2D.cpp”文件,如图1-6所示。找到“P2D.h”文件双击打开,类的初始定义如图1-7所示。修改类的定义,添加double型成员变量x和y,完成P2D类的设计,结果如图1-8所示。
2.对话框类的设计
在资源视图Resource Vieov上选择Dial09,右击,选择Insert Dial09,在对话框内添加静态文本S}atic Text和编辑框Edit Box控件并修改属性,Editl控件的ID为IDC EDITl,Edit2控件的ID为IDC-EDIT2,对话框的设计结果如图1-9所示。这里使用了VC++控件Controls,可以在工具条空白处右击,选择Controls使之显示,如图1-10所示。
……

计算机图形学是交互式图形开发的基本理论,同时也是一门实践性的学科。笔者积累十多年的计算机图形学讲授经验,使用Visual C++6.0的MFC框架开发了涉及“基本图形的扫描转换”、“多边形填充”、“二维变换和裁剪”、“三维变换和投影”、“自由曲线和曲面”、“分形几何”、“动态消隐”和“真实感图形”等章节内容的43个案例。
本书是《计算机图形学基础教程(Visual C++版)》的配套实践教程。对于Visual C++的MFC框架,本书从使用的角度进行了详细操作说明。