计算机图形学实验二：直线的生成算法的实现.doc

实验二：直线的生成算法的实现班级 08信计2班 学号 20080502055 姓名 分数 一、实验目的和要求：1、理解直线生成的原理；2、掌握几种常用的直线生成算法； 3、利用C实现直线生成的DDA算法。二、实验内容：1、了解直线的生成原理2、掌握几种基本的直线生成算法：DDA画线法、中点画线法、Bresenham画线法。3、仿照教材关于直线生成的DDA算法，编译程序。4、调试、编译、运行程序。三、实验过程及结果分析1、直线DDA算法：算法原理：已知过端点P0（x0,y0），P1（x1,y1）的直线段L(P0,P1)，斜率为k=(y1-y0)/(x1-x0)，画线过程从x的左端点x0开始，向x右端点步进，步长为1个像素，计算相应的y坐标为y=kx+B。计算yi+1 = kx i+B =kx i +B+kx =yi +kx 当x=1,yi+1=yi+k，即当x每递增1，y递增k。由计算过程可知，y与k可能为浮点数，需要取y整数，源程序中round(y）=(int)(y+0.5)表示y四舍五入所得的整数值。（1）程序代码：#includestdio.h#includegraphics.hvoid linedda(int x0,int y0,int x1,int y1,int color)int x,dy,dx,y;float m;dx=x1-x0;dy=y1-y0;m=dy/dx;y=y0;for(x=x0;x=x1;x+)putpixel(x,(int)(y+0.5),color);y+=m;setbkcolor(7);main()int a,b,c,d,e;int graphdriver=DETECT;int graphmode=0;initgraph(&graphdriver,&graphmode,);a=100;b=100;c=200;d=300;e=5;linedda(a,b,c,d,e);getch();closegraph();运行结果：2、中点画线算法：假定所画直线的斜率为k0,1，如果在x方向上增量为1，则y方向上的增量只能在01之间。中点画线法的原理是：假设x坐标为xp的各像素点中，与直线最近着已经确定，为P（xp，yp），用小实心圆表示。那么，下一个与直线最近的像素只能是正右方的P1（xp+1，yp），或右上方的P2（xp+1，yp+1），用小空心圆表示。程序代码： #includestdio.h#includegraphics.hvoid midpointline(int x0,int y0,int x1,int y1, int color)int a,b,delta1,delta2,d,x,y;a=y0-y1;b=x1-x0;d=2*a+b;delta1=2*a;delta2=2*(a+b);x=x0;y=y0;putpixel(x,y,color);while(xx1)if(d0)x+;y+;d+=delta2;elsex+;d+=delta1;putpixel(x,y,color);setbkcolor(7);main()int a,b,c,d,e;int graphdriver=DETECT;int graphmode=0;initgraph(&graphdriver,&graphmode,);a=50;b=100;c=200;d=300;e=5;midpointline(a,b,c,d,e);getch();closegraph();运行结果： 3、Bresenham画线算法：Bresenham算法的基本原理是：过各行各列像素中心构造一组虚拟网格线，按直线从起点到终点的顺序计算直线与各垂直网格线的交点，然后确定该列像素中与此交点最近的像素。程序代码：#include #include void bresenhamline(x1,y1,x2,y2,color)int x1,y1,x2,y2,color;int dx;int dy;int x;int y;int d;int d1;int d2;int inc;int tmp;dx=x2-x1;dy=y2-y1;if(dx*dy=0)inc=1;elseinc=-1;if(abs(dx)abs(dy)if(dx0)tmp=x1;x1=x2;x2=tmp;tmp=y1;y1=y2;dx=-dy;dy=-dy;d=2*dy-dx;d1=2*dy;d2=2*(dy-dy);x=x1;y=y1;putpixel(x,y,color);while(xx2)x+;if(d0)d+=d1;elsey+=inc;d+=d2;setpixel(x,y,color);elseif(dy0)tmp=x1;x1=x2;x2=tmp;tmp=y1;y1=y2;dx=-dy;dy=-dy;d=2*dx-dy;d1=2*dx;d2=2*(dx-dy);x=x1;y=y1;putpixel(x,y,color);while(yy2)y+;if(d0)d+=d1;elsex+=inc;d+=d2;putpixel(x,y,color);setbkcolor(7);main()int a,b,c,d,e;int graphdriver=DETECT;int graphmode=0;initgraph(&graphdriver,&graphmode,);a=100;b=200;c=200;d=300;e=5;bresenhamline(a,b,c,d,e);getch();closegraph();运行结果：结果分析：三种算法的区别：(1)DDA算法画线算法也称数值微分法，是一种增量算法。它的算法实质上是用数值方法解微分方程，同时对x和y各增加一个小增量来计算下一步的x、y值。 DDA算法画线比较直观可行，逻辑简单，但是每一步都需要一个浮点乘法与一个round函数进行舍入运算，效率不高。(2)中点画线算法如果进