Исследование математических методов представления и преобразования графических объектов на плоскости и в пространстве

Методические указания к лабораторным работам

Лабораторные работы выполняются в виде лабораторно-практических занятий, в ходе которых бригада студентов из 2-3 человек реализует в виде программного продукта индивидуального задания на языке высокого уровня (С. С++, С#, Borland C или на любом другом языке программирования)  с использованием графических библиотек этого языка, но без использования специальных графических библиотек типа Open GL. 

Задания касаются исследования методов преобразования графических объектов на плоскости или в пространстве, формирования различных кривых и поверхностей, алгоритмов отсечения отрезков и многоугольников окнами различного вида, выявления видимости сложных сцен и формирования реалистических изображений с использованием простых моделей освещения. 

В процессе выполнения каждого задания студенты должны изучить соответствующие теоретические основы, написать и отладить программные модули и обеспечить интерфейс пользователя с разработанным продуктом. 

Отчет по каждой работе должен быть оформлен в печатном и электронном виде в виде папки, в которой должен находиться текстовый файл, содержащий титульный лист с указанием исполнителей, задание бригады на работу, раздел, содержащий теоретические положения, обосновывающие используемый способ реализации программного продукта, описание интерфейса, копии экрана, иллюстрирующие работу программы, выводы по работе, особенности компиляции и средств, обеспечивающих работу программы. В виде файлов приложения должен быть приложен исходный текст и загрузочный модуль разработанного программного продукта.

Все материалы бригады должны быть сгруппированы в папке бригады, содержащей все папки по каждой выполненной работе. Архив с папкой бригады вывешивается на сайт «Компьютерная графика» портала http://eplace.eltech.ru/

Примерные задания по темам

Тема 1. Исследование математических методов представления и преобразования графических объектов на плоскости и в пространстве.

1.1. Отображение плоского объекта относительно осей координат с изменением или без изменения масштаба изображения.

1.2. Отображение плоского объекта, относительно прямой, которая задается двумя точками, с возможностью редактирования положения этих точек.

1.3. Поворот плоского объекта относительно произвольной точки плоскости на заданный угол. Необходимо предусмотреть возможность редактирования положения точки.

1.4. Отображение объемного тела относительно плоскостей координат.

1.5. Поворот объемного тела относительно осей координат на заданный угол.

1.6. Поворот объемного тела относительно произвольной оси, заданной в пространстве двумя точками, на заданный угол. Необходимо предусмотреть возможность редактирования положения точек, определяющих положение оси.

1.7. Построение диметрической и изометрической проекции заданного объемного тела.

1.8. Построение из произвольно расположенной точки на оси Z одноточечной перспективной проекции заданного кубоида, ребра которого параллельны оси Z. Необходимо предусмотреть возможность редактирования положения точки проецирования и длину ребер кубоида.

1.9. Сформировать отрезок, проведенный из произвольно расположенной точки на плоскости к заданной окружности, определив предварительно координаты точки касания. Необходимо предусмотреть возможность редактирования положения точки и параметры окружности.

1.10. Сформировать отрезок, касательный к двум заданным окружностям с внутренней стороны, определив предварительно координаты точек касания. Необходимо предусмотреть возможность редактирования положения и параметры окружностей.

1.11. Сформировать отрезок, касательный к двум заданным окружностям с внешней стороны, определив предварительно координаты точек касания. Необходимо предусмотреть возможность редактирования положения и параметры окружностей.        

 Формирования различных кривых с использованием ортогонального проектирования на плоскость визуализации (экран дисплея)

2.1. Сформировать на плоскости кубический сплайн с заданными конечными условиями (а – жесткими, б – мягкими, в – циклическими, г – ациклическими) для задающей ломаной, определяемой не менее, чем 8 точками. Обеспечить редактирование координат точек задающей ломаной с перерисовкой сплайна.