1、计算机图形学实验报告信息学院计算机专业 20081060183 周建明综括：利用计算机编程语言绘制图形，主要实现以下内容：（1） 、中点算法生成任意斜率直线，并设置线型线宽。（2） 、中点算法生成圆（3） 、中点算法生成椭圆（4） 、扫描算法实现任意多边形填充（5） 、Cohen_Sutherland 裁剪（6） 、自由曲线与曲面的绘制（7） 、二维图形变换（8） 、三视图变换实验一、直线的生成一、实验内容根据提供的程序框架，修改部分代码，完成画一条直线的功能（中点画线法或者 Bresenham 画线法任选一） ，只要求实现在第一象限内的直线。二、算法原理介绍双击直线生成.dsw 打开给定的程
2、序，或者先启动 VC+，文件（file ）打开工作空间（open workspace） 。打开 直线生成 view.cpp，按注释改写下列函数：1. void CMyView:OnDdaline() （此为 DDA 生成直线）2. void CMyView:OnBresenhamline()（此为 Bresenham 画直线）3. void CMYView:OnMidPointLine()（此为中点画线法）三、程序源代码1. DDA 生成直线画法程序：float x,y,dx,dy,k;dx=(float)(xb-xa);dy=(float)(yb-ya);k=dy/dx; x=xa;y=ya
3、;if(abs(k)SetPixel(x, int(y+0.5),COLOR);y=y+k;if(abs(k)=1)for(y=ya;ySetPixel(int(x+0.5),y,COLOR);x=x+1/k;/DDA 画直线结束2. Bresenham 画直线源程序：float b,d,xi,yi;int i;float k;k=(yb-ya)/(xb-xa);b=(ya*xb-yb*xa)/(xb-xa);if(k0yi=ya;xa+;ya=ya+0.5;if(dSetPixel(xi,yi,COLOR);/BresenHam 画直线结束3. 中点画线法源程序：float b,d,xi,y
4、i;int i;float k;k=(yb-ya)/(xb-xa);b=(ya*xb-yb*xa)/(xb-xa);if(k0yi=ya;xa+;ya=ya+0.5;if(dSetPixel(xi,yi,COLOR);/BresenHam 画直线结束四、实验结果1、DDA 生成直线2、Bresenham 画直线3、中点画线法实验二、bresenham 画圆一、实验内容根据提供的程序框架，修改部分代码，用 Bresenham 画法画一段圆弧或者画圆。二、算法原理介绍双击 experiment.dsw 打开，或者先启动 VC+，文件（file）打开工作空间（open workspace） 。打开
5、直线生成 view.cpp，按注释改写下列函数：void CMyView:OnBresenhamCircle()三、程序源代码bresenham 画圆源程序void Bresenhan_circle();int x,y=180,color=1,xcenter,ycenter;x=0;int d=3-2*180;while(xSetPixel(0+x,0+y,COLOR);pdc-SetPixel(0+x,0-y,COLOR);pdc-SetPixel(0-x,0+y,COLOR);pdc-SetPixel(0-x,0-y,COLOR);pdc-SetPixel(0+y,0+x,COLOR);p
6、dc-SetPixel(0+y,0-x,COLOR);pdc-SetPixel(0-y,0+x,COLOR);pdc-SetPixel(0-y,0-x,COLOR); 四、实验结果实验三、二维图形的几何变换一、实验内容以一条直线段为例，完成目标的平移、绕任一点旋转。 （缩放等其它变换选做）二、实验步骤和方法1、打开二维变换.dsw2、改写二维变换 view.cpp 里的 void CMyView:Onrecycle()函数（需要改写的地方我已经做了说明） 。3、生成直线的函数采用 VC 里的函数。4、函数的主要任务是计算出变换后的坐标。三、程序源代码1. 目标的平移的源程序xa1=xa+dx;
7、ya1=ya+dy;xb1=xb+dx;yb1=yb+dy;2. 绕任意点旋转的源程序xa1=cos(angle/57.1)*xa-sin(angle/57.1)*ya+x-x*cos(angle/57.1)+y*sin(angle/57.1);ya1=sin(angle/57.1)*xa+cos(angle/57.1)*ya+y-y*cos(angle/57.1)-x*sin(angle/57.1);xb1=cos(angle/57.1)*xb-sin(angle/57.1)*yb+x-x*cos(angle/57.1)+y*sin(angle/57.1);yb1=sin(angle/57.
8、1)*xb+cos(angle/57.1)*yb+y-y*cos(angle/57.1)-x*sin(angle/57.1);四、实验结果1、目标的平移的源程序2、绕任意点旋转的源程序实验四、用扫描线算法实现多边形填充：（1）算法思想：用水平扫描线从上到下扫描由点线段构成的多段定义的多边形。每根扫描线与多边形各边产生一系列交点，将这些交点按照 x 坐标进行排序，将排序后的交点成对取出，作为两个端点，用所需填充的色彩画水平直线。多边形被扫描完毕，则填充结束。实现步骤：（1） 建立边的分类表 ET；（2） 将扫描线纵坐标 y 的初值为 ET 中非空元素的最小序号；（3） 置活化边表 AEL 为空；
9、（4） 执行下列步骤直至 ET 和 AEL 都为空；A、 如果 ET 中的第 y 类非空，则将其中的所有边取出并插入 AEL 中，在插入过程忠进行排序；B、 对 AEL 中的边两两配对，将每对边中 x 坐标按规则取整，获得有效的填充区段，再填充；C、 将当前扫描线纵坐标 y 值递增 1，即 y=1；D、 将 AEL 中满足 y=ymax 边删去；E、 对 AEL 中剩下的每一条边的 x 递增 deltax，即 x=x+deltax；（2）程序实现typedef struct int y_top; float x_int; int delta_y; float x_change_per_scan
10、; EACH_ENTRY; EACH_ENTRY sidesMAX_POINT; int xMAX_POINT,yMAX_POINT; int side_count,first_s,last_s,scan,bottomscan,x_int_count; void fill_area(int count) sort_on_bigger_y(count); first_s=1; last_s=1; for(scan=sides1.y_top;scan=bottomscan;scan-) update_first_and_last(count,scan); process_x_intersectio
11、ns(first_s,last_s); draw_lines(scan,x_int_count,first_s); update_sides_list(); sort_on_bigger_y(int n) int k,x1,y1;int tem; side_count=0; y1=yn; x1=xn; bottomscan=yn; for(k=1;ky1) x2_temp+=x_change_temp; maxy=(y1y2)? y1:y2; while(entry1) entry-; sidesentry.y_top=maxy; sidesentry.delta_y=abs(y2-y1)+1
12、; if(y1y2) sidesentry.x_int=x1; else sidesentry.x_int=x2_temp; sidesentry.x_change_per_scan=x_change_temp; update_first_and_last(int count,int scan) while(sideslast_s+1.y_top=scan) sort_on_x(k,first_s); sort_on_x(int entry,int first_s) while(entryfirst_s)x-y_top=y-y_top;y-y_top=i_temp; f_temp=x-x_in
13、t;x-x_int=y-x_int;y-x_int=f_temp; i_temp=x-delta_y;x-delta_y=y-delta_y;y-delta_y=i_temp; f_temp=x-x_change_per_scan;x-x_change_per_scan=y-x_change_per_scan; y-x_change_per_scan=f_temp; draw_lines(int scan,int x_int_count,int index) int k,x,x1,x2; for(k=1;k0) sidesk.delta_y-; sidesk.x_int-=sidesk.x_c
14、hange_per_scan; 实验五用 Cohen-Sutherland 裁剪算法实现直线段裁剪：5.1 编码算法：5.1.1 算法思想：本算法分为三个步骤：判断线段两端是否都在窗口内，如果是，线段完全可见；否则判断线段是否显然不可见，如果是，裁剪结束。否则求线段与窗口边延长线的交点，此线段将线段分为两段，其中一段不可见，舍弃。对余下的线段继续进行递归裁剪。算法的编码是进行二进制位运算，若顶点在窗口内，则二进制编码为 0000；否则进行编码。5.1.2 实现步骤：（1）这种算法利用编码的方法，延长窗口边线，使得它们把包含未经裁剪图形的窗口平面区域分成九个区域：（2）每个区域用一个 4 位编码
15、 CtCbCrCl 来表示，代码中每一位分别是 0 或 1，是按照窗口边线来确定的，下面给出具体的编码规则，其中最右边的位 Cl 是第一位，依次 Cr 第二、Cb 第三、Ct 第四位。A、当两端点 P1(x1,y1)和 P2(x2,y2)在区域 0000 中，即满足点的裁剪不 等式：B、当两个端点在窗口边线外的同侧位置，则他们的四位代码中，有一相同位，同时位“1”，显然两个端点代码 C1 和 C2 按位与运算 C1 /*定义获得端点的代码函数*/int i,x11,y11; /*定义交点坐标*/int aa=1;getcode(x1,y1,a);getcode(x2,y2,b);/*1：裁剪循
16、环开始*/while(aa!=0)if(a0+a1+a2+a3=0)return;else if(a0setwritemode(0); /*设置画线的输出模式为覆盖方式*/line(x1,y1,x2,y2); /*进行裁剪 也就是进行覆盖*/aa=0;return;/*2：线段即不完全可见，也不完全不可见，即与边有交点的线段的裁剪处理*/elseif(a0+a1+a2+a3=0) /*寻找不可见点*/for(i=0;iright) d1=1;if(ybottom) d2=1;if(y#includeint a144=30,0,0,1,30,40,0,1,0,40,0,1,0,40,10,1,0
17、,30,30,1,0,0,30,1,30,0,30,1,30,10,30,1,10,10,30,1,10,30,30,1,10,40,10,1,10,10,10,1,30,10,10,1,30,40,10,1;float t44,p144;void a400()int i,j;for(i=0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)tij=0;void a500() int k,i,j;for(i=0;i14;i+)for(j=0;j4;j+)pij=0;for(k=0;k4;k+)pij=pij+aik*tkj;pi0=pi0+280;pi1=-pi1+180;setcolor(9);mov
18、eto(p00,p01);for(i=0;i14;i+)lineto(pi0,pi1);line(p60,p61,p00,p01);line(p70,p71,p120,p121);line(p80,p81,p110,p111);line(p90,p91,p40,p41);line(p100,p101,p30,p31);line(p130,p131,p100,p101);line(p10,p11,p130,p131);getch();main()int driver,mode,i,j;driver=DETECT;initgraph(setbkcolor(3);a400();t00=0.7071*
19、3;t01=-0.4082*3;t10=-0.7071*3;t11=-0.4082*3;t21=0.8165*3;t33=1;a500();closegraph();实验总结在实验过程中，尽管过程中任由许多不会的地方，而且有待于今后的提高和改进，但我加深了对书本上知识的理解与掌握，同时也学到了很多书本上没有东西，并积累了一些宝贵的经验，这对我以后的学习与工作是不无裨益的。 由于本实验采用 C 语言编程，而 C 语言在图形界面的制作方面较其他面向对象语言而言没有优势，但是在实验基本的图形绘制方面，只要选择好算法并加以实施也能够实现。本实验只是完成了一部分主要的功能，而每种功能都只选用了其中一种算法，但是在完成的过程中，我也很深刻地了解和认识了各种算法，留下了印象。但是未能实现整个画图板界面还是很遗憾，我将继续努力把它完善。我需要完成的功能主要有以下几点：（1） 、汉字的编写功能（2） 、投影变换（3） 、隐藏面消隐（4） 、三维图形变换等
