计算机图形学：金刚石动画实现与碰撞检测

本实验报告主要针对《计算机图形学》课程的第五次实验，主题为“几何变换在计算机图形中的应用”。具体实验内容是通过MATLAB编程实现金刚石形状的八边形在二维空间中的旋转和平移，并模拟窗口碰撞效果，或者制作国旗移动换屏动画。在这个过程中，关键算法设计涉及到图形的坐标转换，尤其是齐次坐标系统，以及对边界碰撞的处理。 在实验中，八边形的坐标由非齐次坐标表示，需要将其转换为齐次坐标以便进行旋转和平移操作。首先，对每个顶点的坐标进行平移，将其移动到原点，然后进行旋转，使用旋转变换矩阵根据给定的角度对点进行旋转。旋转和平移完成后，需要检查八边形是否碰到了窗口的边界，如上、下、左、右。如果发生碰撞，八边形会反弹并调整其平移方向（y轴或x轴），这通过改变相应的分量来实现。 值得注意的是，旋转操作的正确性至关重要，必须确保在旋转之前先将点坐标移动到相对坐标原点，否则会导致八边形看起来像是围绕原点旋转而不是平移。实验代码中通过while循环控制八边形的运动，并在达到边界时进行相应的坐标变换。 整个实验旨在让学生理解图形变换的基本原理，掌握在实际场景中如何运用旋转、平移和边界碰撞检测等技术，同时提高编程和问题解决的能力。通过编写和运行这段MATLAB代码，学生能够深入地实践计算机图形学中的几何变换理论，增强对图形渲染和动画制作的理解。 附录中的实验程序代码提供了具体的实现步骤和细节，对于想要学习和研究此类问题的学生来说，具有很高的参考价值。总结部分则强调了实验过程中的关键点和注意事项，有助于加深对所学知识的记忆和应用。