計算機圖形學實驗大綱

計算機圖形學實驗大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）計算機圖形學實驗課程名稱（英文）ComputerGraphics課程類型專業(yè)選修課學分3總學時50（34+16）或68（34+34）適用對象信息與計算科學專業(yè)三年級考核方式閉卷筆試與上機考試結(jié)合成績評定：筆試成績占60％，機試成績占20％，平時成績占20％先修課程高級語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二、實驗課程簡介《計算機圖形學》實驗的內(nèi)容覆蓋了計算機圖形學課程的主要部分。通過實驗可以加深學生對計算機圖形學的基本概念、基本理論的理解。本實驗課程的任務(wù)是讓學生利用OpenGL實現(xiàn)進行基本的三維程序設(shè)計。三、實驗目的主要目的是使學生在學習理論知識的同時，能夠通過上機實踐，要驗證、鞏固和補充課堂講授的計算機圖形學理論知識。培養(yǎng)學生初步具備算法設(shè)計、分析和動手調(diào)試實際算法的能力，為實際工作打下基礎(chǔ)。四、實驗內(nèi)容與要求（一）OpenGL入門1.實驗目的（1）掌握在利用OpenGL進行程序設(shè)計的基本方法。（2）掌握windows環(huán)境下的消息處理方法。（3）理解在三維圖形加速下OpenGL運行機制。2.實驗內(nèi)容和要求（1）使用OpenGL畫一個正方體。（2）可參考：OpenGL教程_NeHe01-11_基礎(chǔ).chm。（二）OpenGL變換1.實驗目的（1）掌握在利用OpenGL進行程序設(shè)計的基本方法。（2）掌握OpenGL下進行圖形變換的方法。2.實驗內(nèi)容和要求（1）使用OpenGL畫一個正方體和一個球。球的直徑等于正方體的邊長，球放在正方體的正上方。球不斷轉(zhuǎn)動，正方體也不斷轉(zhuǎn)動。（2）做一個不斷旋轉(zhuǎn)和移動的正方體，并且只在一個大正方體范圍內(nèi)移動。（三）OpenGL光照1.實驗目的（1）掌握基本的OpenGL光照函數(shù)的應(yīng)用方式。（2）理解材質(zhì)函數(shù)的應(yīng)用方式。2.實驗內(nèi)容和要求使用OpenGL畫一個正方體。設(shè)置一個光源，其中嘗試如下變化：（1）光源的位置不斷改變，如繞著正方體旋轉(zhuǎn)。（2）光源的漫反射光不斷改變。（3）改變正方體的材質(zhì)。（四）OpenGL紋理貼圖1.實驗目的（1）掌握在利用OpenGL進行程序設(shè)計的基本方法。（2）掌握OpenGL下進行紋理貼圖的方法。2.實驗內(nèi)容和要求參考地球圍繞太陽轉(zhuǎn)動的程序，以及月亮的圖片Moonface.bmp，做一個月亮圍繞地球（地球固定不動）轉(zhuǎn)動的三維示例程序。如有可能，做出月亮圍繞地球轉(zhuǎn)動的同時，地球圍繞太陽轉(zhuǎn)動的示例程序。（五）OpenGL屏幕保護程序1.實驗目的（1）掌握在利用OpenGL進行屏幕保護程序設(shè)計的基本方法。（2）掌握OpenGL下進行繪制動畫的方法。2.實驗內(nèi)容和要求（1）設(shè)計一屏幕保護程序，實現(xiàn)動畫。（2）可參考：OpenGL教程_NeHe01-11_基礎(chǔ).chm。（六）OpenGL游戲編程框架1.實驗目的（1）理解windows下編程的基本框架（2）理解OpenGL編程的基本框架。（3）掌握基本三維圖形的繪制。2.實驗內(nèi)容和要求參考“A02_OpenGL的基本圖形”，在OpenGL框架內(nèi)繪制四個圖形，可從參考程序中挑選，不過要更改顏色和旋轉(zhuǎn)方向，分別處于左上、右上、左下、右下。（七）組合模型1.實驗目的理解windows下編程的基本框架理解OpenGL編程的基本框架。掌握組合三維圖形的繪制。2.實驗內(nèi)容和要求參考“A02_OpenGL的基本圖形”，在OpenGL框架內(nèi)繪制一個機器人，可由基本的三維圖形進行組合。（八）攝像漫游1.實驗目的理解windows下編程的基本框架理解OpenGL編程的基本框架。掌握OpenGL下攝像漫游的框架。2.實驗內(nèi)容和要求參考“A04_攝像漫游”，在該框架內(nèi)增加一個正方體。（九）開天辟地1.實驗目的理解windows下編程的基本框架理解OpenGL編程的基本框架。掌握OpenGL下真實場景的搭建。2.實驗內(nèi)容和要求參考“A05_開天辟地”，在該框架內(nèi)增加一堵磚墻，要有紋理貼圖。（十）三維漫游1.實驗目的理解windows下編程的基本框架理解OpenGL編程的基本框架。掌握OpenGL下碰撞檢測的方法。2.實驗內(nèi)容和要求參考“A12_碰撞檢測”，在該框架內(nèi)增加一堵墻，并進行碰撞檢測，使得遇到墻不能通過。五、主要儀器設(shè)備計算機六、實驗學時分配表1.16學時的實驗分配：序號實驗項目名稱學時實驗內(nèi)容實驗性質(zhì)演示驗證設(shè)計綜合1OpenGL入門2OpenGL入門√2OpenGL變換2OpenGL變換√3OpenGL光照2OpenGL光照√4OpenGL紋理貼圖2OpenGL紋理貼圖√5OpenGL屏幕保護程序2OpenGL屏幕保護程序√6三維漫游6三維漫游√2.34學時的實驗分配：序號實驗項目名稱學時實驗內(nèi)容實驗性質(zhì)演示驗證設(shè)計綜合1OpenGL入門2OpenGL入門√2OpenGL變換2OpenGL變換√3OpenGL光照2OpenGL光照√4OpenGL紋理貼圖2OpenGL紋理貼圖√5OpenGL屏幕保護程序2OpenGL屏幕保護程序√6OpenGL游戲編程框架4OpenGL游戲編程框架√7組合模型4組合模型√8攝像漫游4攝像漫游√9開天辟地4開天辟地√10三維漫游