《三维图形、动画编程实例》

简介1

目录1

第一部分 通用例程6

第一章 模块简介6

1.1 头文件6

1.1.1 DEFS.H6

1.1.2 GLOBALS.H7

1.1.3 MATHB.H7

1.1.4 GRAPHB.H9

1.2 编译模块10

第二章 数学模块11

2.1.2 CosD和SinD24

2.1.3 Power24

2.1.1 Radians和Degrees24

2.1 数值函数24

2.1.4 Log25

2.1.5 Exp1025

2.1.6 Sign和IntSign25

2.1.7 IntSqrt25

2.1.8 IntPower26

2.1.9 MIN和MAX26

2.1.10 MIN3和MAX326

2.1.11 MIN4和MAX426

2.2 矢量和矩阵例程27

2.2.1 Vec和VecInt27

2.2.2 UnVec和UnVecInt27

2.2.3 VecDot27

2.2 4 VecCross28

2.2.9 VecAdd29

2.2.8 VecSub和VecSubInt29

2.2.5 VecLen29

2.2.6 VecNormalize29

2.2.7 VecMatxMult29

2.2.10 VecAdd330

2.2.11 VecCopy和VecCopyInt30

2.2.12 VecLinComb30

2.2.13 VecScalMult,VecScalMultI和VecScalMutlInt30

2.2.14 VecAddScalMult30

2.2.15 VecNull和VecNullInt30

2.2.16 VecElemMult31

2.2.17 VecMin和VecMax31

2.2.18 VecNcgate31

2.3 关系变换例程31

2.3.1 ZeroMatrix31

2.3.4 Rotate3D32

2.3.2 Translate3D32

2.3.3 Scale3D32

2.3.5 Multiply3DMatrices33

2.3.6 MatCopy33

2.3.7 PrepareMatrix33

2.3.8 PrepareInvMatrix34

2.3.9 Transform34

2.4 伪随机数生成34

2.4.1 InitRand34

2.4.2 Rand34

2.4.3 RandInt34

3.1.3 Pre_Cale35

3.1.2 Calc_Offsets35

3.1.1 Scal_Mode35

第三章 图形界面模块35

3.1 基本图形函数35

3.1.4 Plot36

3.1.5 Clear_Palette36

3.1.6 Set_Palette36

3.1.7 Init_Palette36

3.1.8 Init_Palette_237

3.1.9 Cycle_Palctte37

3.1.10 Swap37

3.1.11 Circle37

3.1.12 Draw38

3.1.13 Init_Graphics38

3.1.14 Set_Graphics_Mode38

3.2.1 Init_Plotting39

3.2.3 Map_Coordinates39

3.2.2 Init_Perspective39

3.1.15 Wait_For_Key39

3.2 三维画图例程39

3.1.17 Title39

3.1.16 Exit_Graphies39

3.2.4 Cartesian_Plot_3D40

3.2.5 Cylindrical_Piot_3D40

3.2.6 Spherical_Plot_3D41

3.2.7 Draw_Line_3D41

3.3 像素例程41

3.3.1 Put_Pixel41

3.4.1 Put_Axis_And_Palette42

3.4.2 Display_Axis42

3.4 坐标轴和调色板例程的建立42

3.2.2 Get_Pixel42

3.4.3 Display_Palette43

3.4.4 Axis_And_Palette43

第四章 使用模块58

4.1 三维迭代功能系统程序58

4.1.1 3D-AVR.C IFS程序58

4.1.2 3D-IFS.C IFS程序65

4.2 彩和等离子体生成程序67

4.3 三维轨道模拟程序71

4.4 一个递归的植物和树生成程序79

4.5 线性单元自动程序81

4.6 平面单元自动程序89

4.7 生命单元自动程序89

5.1 如何构造对象90

第五章 模型理论和数据库结构90

第二部分 三维模型90

5.2 有关坐标系统的注释94

5.2.1 浮点和整数坐标94

5.3 创建对象94

5.4 声明Vertex和Facet数组95

5.5 加载和保存数组数据95

5.6 手工生成数据文件96

第六章 增加对象到景象98

6.1 对象数据库结构98

6.2 初始化和加载对象缓冲区99

6.3 增加边缘反射器到景象100

6.4 从磁盘文件增加对象100

第七章 排序和显示对象102

7.1 排序对象102

7.2 在屏幕上画对象103

7.3 显示对象及其反射104

7.4 前面是什么105

第八章 模型建立程序和创建动画106

8.1 关系变换106

8.2 观察点和光源矢量106

8.3 平面法线矢量107

8.4 光照模型107

8.5 表面可见性测试108

8.6 镜像屏幕缓冲区108

8.7 多边形表面填充例程109

8.8 写到临时文件110

8.9 3DMODEL.C程序110

第九章 创建对象数据库139

9.1 增加顶点141

9.3 用MAKEOBJS.C创建对象142

9.2 初始化顶点数据库生成程序142

9.4 生成锥面和金字塔数据文件145

9.5 生成柱面数据文件148

9.6 生成球面数据文件150

9.7 生成环面数据文件153

9.8 生成旋转面数据文件155

9.9 生成栅格数据文件160

第十章 编辑景象文件164

10.1 生成动画脚本164

10.1.1 创建景象文件165

10.1.2 加载已有景象文件165

10.1.3 编辑景象文件165

10.1.4 保存景象文件到磁盘165

10.2.1 SPHRPLAN.SCN166

10.2 动画脚本166

10.2.2 SPHRWALL.SCN176

10.2.3 SPINTOR.SCN198

10.2.4 SOLOFREVSCN215

第三部分 光线跟踪263

第十一章 光线跟踪理论263

11.1 光线跟踪基础263

11.2 计算光线／对象相交265

11.3 面相交265

11.4 二次表面相交266

11.5 平面对象相交266

11.6 平行四边形相交267

11.7 光线跟踪算法268

12.2 编排约束条件271

12.1 定义景象：RT文件271

第十二章 光线跟踪程序271

12.3 加载RT文件273

12.4 光线跟踪程序277

12.5 常量和变量277

12.6 main程序278

12.7 初始化噪音函数279

12.8 扫描景象279

12.9 跟踪光线280

12.10 确定颜色281

12.11 创建纹理表面282

12.12 完整光线跟踪282

第十三章 用光线跟踪程序创建图像和动画345

13.1 光线跟踪动画文件创建程序346

13.2 BOUNCE.C346

13.2.1 BOUNCE.C347

13.2.2 BOUNCE2.C351

13.2.3 DNA.C355

13.2.4 ENGINE.C362

13.2.5 NEWTCRAD.C369

13.2.6 ORBIT.C376

13.2.7 ROBOT.C382

13.2.8 SPIN2.C387

13.2.9 WAVES.C392

13.3 光线跟踪的单帧重放395

13.3.1 DIE CARD.C395

13.3.2 CANNON C405

13.3.3 DESERT.C413

13.3.4 MOUNT.C417

13.3.5 DESK.C427

13.3.6 PIANO.C434

13.3.7 POOLTABL.C442

13.3.8 TETRA.C451

13.3.9 TETSPHR2.C459

13.3.10 WAVYORB C465

第十四章 动画技术469

14.1 计算机动画和手工动画469

14.2 动画方法470

14.3 平滑技术470

第十五章 动画程序471

15.1 ANIMATE C变量471

15.2.4 Set_Palette472

15.2.3 Plot472

15.2.6 Exit_Graphics472

15.2.5 Init_Graphics472

15.2.1 Set_Mode472

15.2 ANIMATE C的函数472

15.2.2 Init_Screen472

15.2.7 Set_Text_Screen473

15.2.8 Allocate_Memory473

15.2.9 Free_Memory473

15.2.10 Max473

15.2.11 Get_Key473

15.2.12 Get_ANI_File_Name473

15.2.13 Init_Cells473

15.2.18 V_Line474

15.2.22 Animate474

15.2.21 Init_D_Meter474

15.2.20 Update_D_Meter474

15.2.19 Draw_D_Meter474

15.2.17 H_Line474

15.2.16 Find_Brightest_Color474

15.2.15 Do_Title474

15.2.14 Init_Window474

15.2.23 Load_Cells475

15.3 ANIMATE C控制476

15.4 运行ANIMATE.C476

第五部分 彩色处理488

第十六章 用彩色频率分布处理程序减少颜色488

16.1 彩色频率分布处理程序488

16.2 PROCESS.C程序和PROCESS.H头文件489

16.2.1 ANI文件格式490

16.2.2 DISPRGB.C程序490

16.2.3 关于图形卡490

附录A 数学和图形模块函数503

附图511