120

УДК 681.3 (075)

Лахов А. Я./ Трехмерная графика [Электронный ресурс]: учеб. – метод. пос./А. Я. Лахов; Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. - 11 с. 1 электрон.опт.диск (CD-R)

В методических указаниях представлены задания и пояснения к выполнению лабораторных работ в средах разработки Visual C++ с использованием DirectX в рамках курса «Трехмерная графика ».

© А. Я. Лахов © ННГАСУ. 2016.

Введение

В настоящее время в области трехмерной графики развиваются направления основанные на системах DirectX и OpenGL. Система компонентов DirectX корпорации Microsoft ориентирована на использование в операционных системах Windows при программировании на языках С++ или C#. Наиболее широко используется при написании компьютерных игр. Система функций OpenGL может применяться как в Windows, так и в Unix при программировании на языках C++ или Java. Используется при создании компьютерных игр, САПР, виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях.

Настоящие методические указания ориентированы на использование среды разработки Visual Studio и графической библиотеки DirectX для операционной системы Windows.

Дополнительную информацию о данных средствах разработки трехмерных приложений можно найти в технической документации к ним. Система разработки Visual C++ 2008 Express Edition является freeware программой.

Система графических компонентов Microsoft DirectX является freeware программой.

Требования к выполнению работ

При подготовке к лабораторной работе студенту необходимо изучить соответствующие разделы лекционного курса. В ходе выполнения каждой лабораторной работы студент должен выполнить следующие этапы работы:

∙уяснить номер, тему и цель лабораторной работы;

∙уяснить перечень заданий работы;

∙определить входные и выходные данные для каждого задания;

∙набрать и отладить разработанную программу;

∙получить работающее трехмерное приложение;

∙сдать работу преподавателю.

СЕМЕСТР № 6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Тема: Использование X-Studio

Цель работы: Знакомство с основными понятиями трехмерной графики в программе X-Studio. Система координат. Камера. Источники освещения. Геометрия.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Изучение влияния параметров источников освещения на трехмерную сцену.

2.Изучение параметров режима отображения на трехмерную сцену.

3.Управление цветом геометрических объектов.

4.Изучение свойств материалов в Direct3D.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Тема: Создание трехмерного треугольника

Цель работы: Изучение методов создания геометрических объектов. Рисование треугольников. Буфер вершин.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Изучить проект Triangle рисования треугольника.

2.Выполнить настройку свойств проекта, построение и запуск на выполнение.

3.Выполнить модификацию кода для рисования четырехугольника и пятиугольника.

4.Выполнить построение модифицированного приложения и запуск на выполнение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Тема: Анимация геометрических объектов с помощью матриц

Цель работы: Изучение методов задания трансформаций в DirectX. Матрицы преобразований (перемещения, поворота, масштабирования).

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Изучить проект Rotate анимации треугольника (вращение).

2.Выполнить настройку свойств проекта, построение и запуск на выполнение.

3.Выполнить модификацию кода для реализации анимации перемещения треугольника.

4.Выполнить построение модифицированного приложения и запуск на выполнение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Тема: Создание направленного источника света

Цель работы: Изучение типов источников света. Изучение свойств Направленного источника света.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Изучить проект Directional освещения куба направленным источником света.

2.Выполнить настройку свойств проекта, построение и запуск на выполнение.

3.Выполнить модификацию кода для реализации освещения заданного куба двумя источниками света.

4.Выполнить построение модифицированного приложения и запуск на выполнение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Тема: Создание геометрического объекта с текстурами

Цель работы: Изучение текстурных координат. Режимы адресации текстур. Фильтрация текстур.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Изучить проект CubeTex текстурирования куба заданной растровой текстурой.

2.Выполнить настройку свойств проекта, построение и запуск на выполнение.

3.Выполнить модификацию кода для реализации текстурирования куба собственной растровой текстурой.

4.Выполнить построение модифицированного приложения и запуск на выполнение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Тема: Создание трехмерной сцены

Цель работы: Изучение вопросов изменения пропорций геометрических моделей. Изучение вопросов одновременного использования нескольких текстур.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Выполнить редактирование текстур фасадов заданного архитектурного объекта.

2.Выполнить изменение пропорций куба для адекватного представления заданного архитектурного объекта.

3.Выполнить модификацию кода для реализации текстурирования геометрической модели несколькими текстурами, представляющими фасады заданного архитектурного объекта.

4.Выполнить построение модифицированного приложения и запуск на выполнение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Тема: Начальный проект DXUT

Цель работы: Изучение вспомогательной библиотеки DXUT. Начальный проект DX Utility.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Создать проект EmptyProject10 на оcнове DXUT.

2.Выполнить настройку свойств проекта, построение и запуск на выполнение.

3.Выполнить модификацию кода для реализации вывода текста на экран (Фамилия И. О.).

4.Выполнить построение модифицированного приложения и запуск на выполнение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Тема: Загрузка 3D модели и визуализация

Цель работы: Изучение форматов представления трехмерных моделей X формат и Sdkmesh формат. Изучение методов загрузки 3D моделей в приложение

Direc3D.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Изучить проект Mesh загрузки 3D модели в приложение.

2.Выполнить настройку свойств проекта, построение и запуск на выполнение.

3.Выполнить модификацию кода для загрузки собственной трехмерной модели.

4.Выполнить построение модифицированного приложения и запуск на выполнение.

Список рекомендованной литературы

1.Машихина Т. П. Компьютерная графика : учебное пособие Волгоград

:Волгоградский институт бизнеса, Вузовское образование, 2013

2.Шишкин А. Д. , Чернецова Е. А. Практикум по дисциплине "Компьютерная графика" Санкт-Петербург : Российский государственный гидрометеорологический университет, 2013