计算机图形学课程设计透视投影图三视图.doc

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计算机图形学程序课程设计

题目：分别在四个视区内显示空间四面体的

三视图、透视投影图。

学院：信息科学与技术学院

专业：计算机科学与技术

姓名：oc

学号：oc

电话：oc

邮箱：oc

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目录

一、设计概述

(1)设计题目。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2

(2)设计要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2

(3)设计原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2

(4)算法设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5

(5)程序运行结果。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9

二、核心算法流程图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10

三、程序源代码。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12

四、程序运行结果分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24

五、设计总结分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。25

六、参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。26

一．设计概述

设计题目

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计算机图形学基础(第二版)陆枫何云峰编著电子工业出版社P228-7.16：利用OpenGL中的多视区，分别在四个视区内显示图7-41所示空间四面体的主视图、俯视图、侧视图、透视投影图。

设计要求

设计内容：

1.掌握主视图、俯视图、侧视图和透视投影变换矩阵；

2.掌握透视投影图、三视图生成原理；

功能要求：

分别在四个视区内显示P228-图7-41所示空间四面体的主视图、俯视图、侧视图、透视投影图。

设计原理

正投影

正投影根据投影面与坐标轴的夹角可分为三视图和正轴测图。当投影面与某一坐标轴垂直时，得到的投影为三视图，这时投影方向与这个坐标轴的方向一致，否则，得到的投影为正轴测图。

1.主视图（V面投影）

将三维物体向XOZ平面作垂直投影，得到主视图。由投影变换前后三维物体上点到主视图上的点的关系，其变换矩阵为：

Tv=Txoz=[1000]

[0000]

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[0010]

[0001]

Tv为主视图的投影变换矩阵。简称主视图投影变换矩阵。

2.侧视图（W面投影）

将三维物体向YOZ平面作垂直投影，得到侧视图。为使侧视图与主视图在一个平面内，就要使W面绕Z轴正向旋转90°。同时为了保证侧视图与主视图有一段距离，还要使W面再沿X方向平移一段距离x0，这样即得到侧视图。变换矩阵为：

Tv=Tyoz=[0000]

[-1000]

[0010]

[-x0001]

Tv为主视图的投影变换矩阵。简称主视图投影变换矩阵。

3.俯视图（H面投影）

将三维物体向XOY平面作垂直投影，得到俯视图。为使俯视图与主视图在一个平面内，就要使H面绕X轴负向旋转90°。同时为了保证侧视图与主视图有一段距离，还要使H面再沿Z方向平移一段距离-z0，这样即得到侧视图。变换矩阵为：

Tv=Txoy=[1000]

[00-10]

[0000]

[00–z01]

Tv为主视图的投影变换矩阵。简称主视图投影变换矩阵。

三视图常作为主要的工程施工图纸，因为在三视图上可以测量距离和角度。但一种三视图只有物体在一面的投影，所以单独从某一个方面的三视图很难想象出物体的三维形状，只有将主视图、侧视图和俯视图放在一起，才有可能综合处物体的空间形状。总的来说三视图中主视图、俯视图和侧视图都是通过变换矩阵得来的。

透视投影-一点透视

一点透视只有一个主灭点。灭点可以看做是无限远处的一个点在投影面上的点。一点透视的一般步骤：

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将三维物体平移到适当位置l,m,n.

令视点在z轴，进行透视变换。

最后，向xoy面做正投影变换，将结果变换到xoy面上。如此一点透视变换矩阵为：

Tv=Txoy=[1000]

[0100]

[0001/d]

[lm01+n/d]

算法设计

核心算法

1.构造类表示三维坐标系下的点

structDefPoint

{

doublex,y,z,tag;

}

2.为顶点建立顶点表：Point[MaxNum],TPoint[MaxNum],XOZPoint[MaxNum],XOYPoint[MaxNum],YOZPoint[MaxNum],YOYPoint[M