CGWORK

吉林大学软件学院计算机图形学结课题目：简单图形绘制应用程序的实现。

本项目采用 Python/Tkinter 构建，由 Copilot + GPT 完成（耗时 1h），无需配置复杂环境，开箱即用，Debug 方便，也建议同学们也使用更方便的语言和工具完成这些作业，不要再只依赖 C/C++ 了。

运行示例：

内容及要求

创建单文档应用程序，为应用程序创建如下结构多级菜单项（直接在应用程序默认菜单上创建）：

• 图形应用
  • 图形绘制
    • 绘制矩形
    • 绘制圆形
    • 设置颜色
  • 区域填充
    • 绘制多边形
    • 设置颜色
  • 三维变换
    • 绘制立方体
    • 沿 X 轴方向平移
    • 沿 Y 轴方向平移
    • 沿 Z 轴方向平移
    • 绕 X 轴旋转
    • 绕 Y 轴旋转
    • 绕 Z 轴旋转
    • 设置数据
  • 绘制曲线
    • 绘制 Bezier 曲线

具体要求

1. 绘制矩形：选择此菜单项后，可利用鼠标在视图区绘制矩形；
2. 绘制圆形：选择此菜单项后，可利用鼠标在视图区绘制圆形；
3. 设置颜色：选择此菜单项后，显示对话框，在此对话框中设置绘制的矩形和圆形的颜色（可以分别设置 RGB 三颜色分量值），默认颜色为黑色（RGB三颜色分量值均为 0）；
4. 绘制多边形：选择此菜单项后，可通过鼠标输入顶点的方法绘制多边形，并实现边标志算法完成对该多边形的填充，要求完成使用四位数字对多边形内部进行填充。完成效果如下图所示：

5. 设置颜色：选择此菜单项后，显示对话框，在对话框中设置 4 中所绘制多边形中填充的四位数字的颜色和边界颜色（如效果图中四位数字颜色为绿色，边界颜色为蓝色，可以分别设置 RGB 三颜色分量值），默认颜色为黑色（RGB 三颜色分量值均为 0）；
6. 绘制立方体：建立立方体的数据模型，选择此菜单项后，将该立方体在视图区中绘制出来，要求采用透视投影（投影中心自行确定，选择显示效果较好的投影中心），6 个面的每个面用不同颜色填充，投影结果应正确显示面的可见性（7-12 的变换功能在变换后进行投影的结果也是按此要求）。因为后面的功能 7 至 12 是对该立方体的变换，所以该菜单项也具有恢复立方体原始数据的效果，即不论后面的变换将立方体变换到哪个位置，都可以通过选择此项功能把立方体恢复到最初位置。如果不会消隐，立方体各面可以不用颜色填充，只画边界线即可；
7. 延 x 轴方向平移：选择此菜单项后，可以通过键盘按键“A”和“L”分别使立方体延 x 轴正方向和负方向做指定步长的平移，每次平移后都要将平移 后的立方体绘制在视图区中（只保留最新位置的立方体的绘制结果，不能多次变换后，视图区出现多个立方体的投影结果），要求使用的投影为透视投影，投影中心为 6 中所使用的投影中心；
8. 延 y 轴方向平移：选择此菜单项后，可以通过键盘按键“A”和“L”分别 使立方体延 y 轴正方向和负方向做指定步长的平移，每次平移后都要将平移后的立方体绘制在视图区中（只保留最新位置的立方体的绘制结果，不能多次变换后，视图区出现多个立方体的投影结果），要求使用的投影为透视投影，投影中心为 6 中所使用的投影中心；
9. 延 z 轴方向平移：选择此菜单项后，可以通过键盘按键“A”和“L”分别使立方体延 z 轴正方向和负方向做指定步长的平移，每次平移后都要将平移后的立方体绘制在视图区中（只保留最新位置的立方体的绘制结果，不能多次变换后，视图区出现多个立方体的投影结果），要求使用的投影为透视投影，投影中心为 6 中所使用的投影中心；
10. 绕 x 轴旋转：选择此菜单项后，可以通过键盘按键“A”和“L”分别使立方体绕 x 轴做指定角度数的正向和反向旋转，每次旋转后都要将旋转后的立方体绘制在视图区中（只保留最新位置的立方体的绘制结果，不能多次变换后，视图区出现多个立方体的投影结果），要求使用的投影为透视投影，投影中心为 6 中所使用的投影中心；
11. 绕 y 轴旋转：选择此菜单项后，可以通过键盘按键“A”和“L”分别使 立方体绕 y 轴做指定角度数的正向和反向旋转，每次旋转后都要将旋转后的 立方体绘制在视图区中（只保留最新位置的立方体的绘制结果，不能多次变换后，视图区出现多个立方体的投影结果），要求使用的投影为透视投影，投影中心为 3.6 中所使用的投影中心；
12. 绕 z 轴旋转：选择此菜单项后，可以通过键盘按键“A”和“L”分别使立方体绕 z 轴做指定角度数的正向和反向旋转，每次旋转后都要将旋转后的立方体绘制在视图区中（只保留最新位置的立方体的绘制结果，不能多次变换后，视图区出现多个立方体的投影结果），要求使用的投影为透视投影，投影中心为 6 中所使用的投影中心；
13. 设置数据：选择此菜单项后，显示对话框，设置功能 7 至 9 的平移步长，默认步长为 1，以及设置功能 10 至 12 的每次旋转角度，默认角度 为 10 度；
14. 绘制 Bezier 曲线：选择此菜单项后，可在视图区用鼠标左键单击的方式顺序输入控制点，控制点数量为 4 时绘制以鼠标输入的点为控制点的 3 次 Bezier 曲线，要求绘制出控制多边形，并标记控制点的位置（以控制点为中心绘制一个小黑色实心矩形，矩形边长为 5）；

附加要求

1. 绘制矩形、圆形、多边形和曲线时，不能使用已有的绘图函数进行绘制，需要实现相应的图形学算法来完成绘制；
2. 同组功能（功能所处的二级菜单相同）所绘制的图形要能够同时在视图区存在，不同组功能在调用前先清屏（清屏功能可设置成主动调用）；
3. 用于绘制图形的功能在绘制图形时应实现橡皮线功能，即可实时看到绘制效果（针对功能 1、2、4、14，对于 14 是实时看到控制多边形）；
4. 实现视图重画功能，即在窗口发生变化需要重新绘制时，视图区中绘制的图形仍然应该存在；