| (081) 计算机图形系统和应用
【摘要】计算机图形学是随着计算机及其外围设备而产生和发展起来的。它是近代计算机科学与雷达，电视及图象处理技术的发展汇合而产生的硕果。在造船，航空航天，汽车，电子，机械，土建工程，影视广告，地理信息，轻纺化工等领域广泛应用，推动了这门学科的不断发展，而不断解决应用中提住的各类新课题，又进一步充实和丰富了这门学科的内容。现在已经发展为对物体的模型和图象进行生成，存取和管理的新学科。
本次系统依据计算机图形学理论基础和java语言设计而成，主要用来演示计算机图形学上的图形生成图形变换算法，解决了以前只能在单机上应用的图形演示系统的不足。
【关键词】计算机图形学、图形算法
【Abstract】Medical use wireless call-out system whether one adopt
wireless compiled code transmission means, by the domestic most advanced
and most wireless medical paging system that the microcomputer controlled.
For strengthening nurse station and connection in the ward , improve
nursing level to help greatly. Call system this text design use special-purpose
wireless to receive and dispatch chip transmit radio frequency, prevent
traditional wired paging systematic step line trouble and question
to reconstruct trouble from. Use one-chip computer many address code
technology, each extension set up and use different address codes,
call-out mistiming yards of low rate , interfere each other while
calling out the host computer. The systematic capacity is large, it
is very convenient to expand.This call-out system use wireless compiled
code transmission, use the one-chip computer to controll, store the
sick bed number called out newly automatically, and circulation shows
, the historical number uses and deletes the key to delete, domestic
advanced wireless medical use call-out the system in whom traditional
call make heavy improvement at the system.This system uses the chip
of the high integrated level, the whole system circuit is succinct
, performance is steady. Set up the electric mode in the province
, enter the electric state of province automatically when do not use
in working way of the calling out machine, so power consumption is
low, the service time of the big thrift battery.
第一章 图形系统和应用 3
1.1 计算机图形学的发展和应用 3
1.1.1 计算机图形学算法的发展 3
1．1．2 计算机图形学的应用 4
1.2 系统开发工具-----Java语言简介 5
1.2.1 Java的诞生 5
1.2.2 Java的特点 5
第二章 图形生成算法 7
2．1 直线的扫描转换 7
2.1.1 中点画线法 7
2.1.2 Bresenham画线算法 8
2.2 圆的扫描转换 9
2.3 扫描线填充算法 10
2.4 多边形裁剪 11
2.5 曲线生成算法 13
2.5.1 Bezier曲线 13
2.5.2 B样条曲线 14
2.6曲面生成算法 14
2.6.1双线性曲面 14
2.6.2 Bezier曲面 15
2.7三维图形 16
2.7.1 投影变换 16
2.7.2 消隐处理 17
2.7.3 三维形体的线框，表面，实体模型 18
2.7.4 明暗效应 19
2.7.5 真实感图形的绘制算法 20
第三章 系统界面设计 22
3.1 AWT组件简介 22
3.2 系统布局设计 23
3.3 使用URL定位资源 24
第四章 图形算法程序设计 24
4.1 直线绘制程序设计 24
4.2 Bresenhan画圆算法程序设计 25
4.3扫描线填充法程序设计 26
4.4 多边形的裁剪程序设计 26
4.5 曲线绘制程序设计 27
4.5.1 n次Bezier曲线的绘制 27
4.5.2 二次B样条曲线的绘制 27
4.6 曲面绘制程序设计 28
4.7 三维图形程序设计 29
4.7.1 正轴测投影变换程序 29
4.7.2 消隐处理程序设计 29
4.7.3 真实感图形的绘制程序 30
小结 30
参考文献 31
第一章 图形系统和应用
1.1 计算机图形学的发展和应用
计算机图形学是随着计算机及其外围设备而产生和发展起来的。它是近代计算机科学与雷达，电视及图象处理技术的发展汇合而产生的硕果。在造船，航空航天，汽车，电子，机械，土建工程，影视广告，地理信息，轻纺化工等领域广泛应用，推动了这门学科的不断发展，而不断解决应用中提住的各类新课题，又进一步充实和丰富了这门学科的内容。现在已经发展为对物体的模型和图象进行生成，存取和管理的新学科。
1.1.1 计算机图形学算法的发展
计算机图形学所涉及的算法是非常丰富的，围绕着生成，表示物体的图形图象的准确性，真实性和实时性，其算法大致可分为以下几类。
（1）基于图形设备的基本图形元素的生成算法，如用光栅图形显示器生成直线，圆弧，二次曲线，封闭边界内的填色，填图案，反走样等。
（2）基本图形元素的几何变换，投影变换，窗口裁剪等。
（3）自由曲线和曲面的插值，拟合，拼接，分解，过渡，光顺，整体修改，局部修改等。
（4）图形元素（点，线，环，面，体）的求交与分类以及集合运算。
（5）隐藏线，面消除以及具有光照颜色效果的真实感图形显示。
（6）不同字体的点阵表示，矢量中，西文字符的生成及变换。
（7）山，水，花，草，烟云等模糊景物的生成。
（8）三维或高维数据场的可视化。
（9）三维图形体的实时显示和图形的并行处理。
（10）虚拟现实环境的生成及其控制算法等
多年来，围绕这些算法发表了许多论文和报告，进行了十分热烈的讨论和探索，其中某些算法一日趋完善和成熟，并实现了固化。但很多算法还没有真正解决，还有待我们的努力和奋斗。
1．1．2 计算机图形学的应用
由于计算机图形设备的不断更新和图形软件功能的不断扩充，也由于计算机硬件功能的不断增强和系统软件的不断完善，计算机图形学在近20年内得到了广泛的应用。目前，主要的应用领域有：
（1）用户接口。 用户接口是人们使用计算机的第一观感。过去传统的软件中约有60%以上的程序是用来处理与用户接口有关的问题和功能，因为用户接口的好坏直接影响着软件的质量和效率。
（2）计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）。 这是一个最广泛，最活跃的应用领域。计算机图形学被用来进行土建工程，结构和产品的设计，包括设计飞机，汽车
，船舶的外形和发电厂，化工厂等的布局以及电子线路，电子器件等。
（3）科学，技术，及事物管理中的交互绘图。 可用来绘制数学的，物理的，或表示经济信息的各类二，三维图表。
（4）绘制勘探，测量图形。 计算机图形学被广泛地用来绘制地理的，地质的以及其他自然现象的高精度勘探，测量图形。
（5）过程控制及系统环境模拟。 用户利用计算机图形学实现与其控制或管理对象间的相互作用。
（6）电子印刷及办公室自动化。 图文并茂的电子排版制系统代替了传统的铅字排版，这是印刷史上的一次革命。随着图，声，文结合的多媒体技术的发展，可视电话，电视会议以及文字，图表等的编辑和硬拷贝正在家庭，办公室普及。
（7）艺术模拟。 计算机图形学在艺术领域中的应用成效越来越显著，除了广泛用与艺术品的制作，还成功的用来制作广告，动画片，甚至电视电影。
（8）科学计算的可视化。 传统的科学计算的结果是数据流，这种数据流不易理解也不易于检查其中的错误。科学计算的可视化通过对空间数据场构造中间几何图素或用体绘制技术在屏幕上产生二维图象。
（9）工业模拟。 这是一个十分大的应用领域，包含对各种机构的运动模拟和静，动态装配模拟，在产品和工程的设计，数控加工等领域迫切需要。
（10）计算机辅助教学。 计算机图形学已广泛应用于计算机辅助教学系统中，它可以使教学过程形象，直观，生动，极大地提高了学生的学习兴趣和教学效果，本计算机图形学网上演示系统就属于这一领域。
还有许多其他的领域也应用到了计算机图形学，总之，交互式计算机图形学的应用极大地提高了人们理解数据，分析趋势，观察显示或想象形体的能力。随着个人计算机和工作站的发展，随着各种图形软件的不断推出，计算机图形学的应用前景将是更加引人入胜。
1.2 系统开发工具-----Java语言简介
1.2.1 Java的诞生
Java是1995年6月由Sun公司引进到我们这个世界的革命性编程语言，它被美国的著名杂志《PC Magazine》评为1995年十大优秀科技产品。之所以称Java为革命性编程语言，是因为传统的软件往往与具体的实现环境有关，一旦环境有所变化就需要对软件做一番改动，耗时耗力，而Java编写的软件能在执行码上兼容。这样，只要计算机提供了Java解释器，Java编写的软件就能在其上运行。
1.2.2 Java的特点
java是目前使用最为广泛的网络编程语言之一。它具有以下特点：
（1） Simple——简单
（2） Secure——安全性
（3） Object-oriented——面向对象
（4） Architecture neutral——结构中立
（5） Distributed——分布式
（6） Portable——可携带的
（7） Interpreted——解释型
（8） High-performance——高效率
（9） Robust——稳固性
（10） Multithread——多线程
（11） Dynamic——动态的
以下将针对这些特点做一个整合性的说明。
一． 解释型语言
java是解释型（interpreted）程序语言。所谓解释型就是当我们要执行程序时，才将程序动态地转换成某个操作平台能执行的机器码（machine
code），正因为如此java才能达成跨平台的目的。Java语言的做法是将原始程序文件通过java编译程序先转换成bytecode文件后再交由java解释器来执行。如下图。
图1-1 Java采取解释型执行方式达成跨平台
一般而言绝大多数的程序语言都采取编译式（compiled）而非解释型，最主要的理由是编译式在编译时就产生可在平台上执行的机器代码，因此执行时效率会比解释型程序来得好，但无须担心效率的问题，java的bytecode和解释器的组合能达成和编译式语言一样的高执行效率（high-performance）。
二． 执行环境
所有的java程序都是在java虚拟机（java rirtual machine）里执行的。Java虚拟机是一组关于程序执行环境的定义，把程序放在虚拟机中执行是基于安全性（secure）和稳固性（robust）的考虑。当java程序要使用系统资源或对系统进行存取时都必须经过虚拟机的同意才行，任何违反虚拟机定义的请求或存取都将被拒绝，如此才能确保java程序的安全性及稳健性。...
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【论文说明】该论文包含图形及曲线示意图、界面图、算法流程图、算法代码，Word格式，文件大小2.75M，字数1.3万，计算机专业论文！
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