課題 1 ハイトフィールドデータの等高線を描画するプログラムを作成せよ。

• メッシュ状のデータをハイトフイールドとして与えるが、データとしては2こぶがあるデータを関数で定義する（資料[2]のFig.12.2参照）。これらの2つ山はガウス分布で与える。
• 地形データの等高線の例として、フラクタルの考え方（中点変位法）で、初期値を3ｘ3または4ｘ4点のみであたえ他の点はフラクタルを使って作成する 。
• 等高線はハイトフィールドの最大・最小値のあいだでｎ等分する（nのデフォルトは10）
• 上のハイトフィールド分布を標高に応じた色で与える（擬似カラー表現；資料[2]のFig.12.32参照）。高い部分が赤で低い部分が青で与える。

課題 2 ボクセル表現を多角形化して表示するプログラムを作成せよ。

• 3次元格子（例えば、64x64x64)に0から 1.の濃度値（または0から255の整数）を与え、閾値T(例えば0.5）を与え等濃度面をマーチングキューブ法 （資料[2]のアルゴリズム参照）を用いて多角形化せよ。
• 多角形メッシュを任意の位置から見た線画を表示せよ（隠面消去は不要）。
• 密度分布は球、トーラス、あるいは複数のメタボールで与える。

  下図は、格子点密度の閾値よりの大小により多角形の張り方の組み合わせを示す。

  

課題 3 ボクセルデータをスプラッティング法で表示するプログラムを作成せよ。

• 課題 2と同じ密度分布データを利用せよ。
• 任意の位置から見た密度分布をスプラッティング法で可視化せよ。

課題 4 レイキャスティング法（配布資料[2]12．3．2）で表示するプログラムを作成せよ。

• データは関数で与えられる３次元形状（球、トーラス、メタボールなど）を利用せよ。
• 任意の位置から見た形状を可視化せよ。
• シェーディングの方法は、簡単に塗りつぶすのでもいいが、法線を計算してPhongモデルを適用せよ。光源の位置も可変とし平行光線または点光源とする。

• Java の場合；
  • Java文法は下記を参照。
    /~nis/junk/sougou/document/javaBunpou.htm
  • Java例題
    (1) Javaの図形基本要素を組み合わせた例： Applet例   プログラム例
    (2)矩形領域内を補間法で塗る例： Applet例2
    (3) ブレゼンハムの直線描画法の例： Applet例,  プログラム例、  解説   （直線を描くコマンドが無い場合に、直線を描く場合、直線上の画素を走査するようである。その際不可欠な方法）

    CG関係のJava Applet例

• C言語の場合；
  これらの課題において、画像をセーブすることが必要になるが、保存の画像形式およびそのプログラムは下記を参考にして下さい。
  /~nis/junk/ppm.html

• 参考資料
  [1] CGARTS,"CG標準テキストブック
  [2] 配布資料；"１２　Visualization", in Interactive Computer Graphics, E. Angle, Addison Wesley
  [3] 中前、西田 「３次元コンピュータグラフックス」昭晃堂