目录
一 课程设计题目………………………………………………… 3
1.题目要求………………………………………………… 3 2.任务……………………………………………………… 3 二 任务分析算法介绍…………………………………………… 3 1.任务分析………………………………………………… 3 2.算法介绍………………………………………………… 4 三 总体设计……………………………………………………… 5 1.定义三维齐次向量结构体……………………………… 5 2.定义三维齐次坐标结构………………………………… 5
3.定义面的结构………………………………………… 6 4.定义点的结构………………………………………… 6 5.长方体顶点定义及初始化……………………………… 7 6. 面表…………………………………………………… 7
7.定义点光源、视线方向、光照方向…………………… 8 8.各面可见性计算和判断………………………………… 9 9.窗口-视区变换………………………………………… 11 10.路径填充……………………………………………… 12 四 流程图……………………………………………………… 13 五 源程序……………………………………………………… 14 六 程序运行效果图…………………………………………… 27 七 总结………………………………………………………… 28 参考文献………………………………………………………… 29
一、 课程设计题目
长方体体的光照效果 1.题目要求
对长方体，建立一个点光源，采用环境光和点光源漫反射光的光照模型，应用FLAT明暗处理方法，显示平行投影后的长方体光照效果。 2.任务
本题目主要包括五个任务， 1）长方体表面模型的建立 2）长方体的可见面判断 3）可见面的背光性判断 4）可见面光照计算 5）可见面光照效果显示
附加：通过键盘上下左右按键对图形进行旋转 二、 任务分析算法介绍 1.任务分析
任务1）中，定义三维齐次坐标结构和面的结构；定义顶点表和面表，对长方体绕X轴旋转和绕Y轴旋转。
任务2）中对每一个面计算其外法向量及可见性
任务3）中对每个可见面计算其光线向量，并判断其是否为背光面。
任务4）计算每个见光面的环境光和点光源的漫反射分量。
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任务5）用该面的光强显示该可见面 附加： 人机交互 2.算法介绍 1）旋转变换
?X??X?绕X轴旋转变换的坐标表示?Y??Ycos??Zsin?
?Z??Ysin??Zcos???X??Zsin??Xcos??绕Y轴旋转变换的坐标表示?Y??Y
?Z??Zcos??Xsin??2) 平行投影
?X??X?在XOY平面投影后坐标?Y??Y
?Z??0?3) 环境光模型
物体没有受到光源的直射，但其表面仍有一定亮度，这是由于环境光的作用。
Ie?ka*Ia,0??ka??1
Ie表示环境光反射强度
ka表示环境光反射率
Ia表示环境光入射强度
4）漫反射光模型
漫反射光可认为是在点光源的照射下，光被物体表面吸收后，然后重新反射出来的光。
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长方体体的光照效果_计算机图形学课程设计
