计算机图形学--直线的生成算法的实现

实验二 直线的生成算法的实现班级 08信计2班 学号 59 姓名 分数 一、实验目的和要求1.理解直线生成的基本原理。2.掌握几种常用的直线生成算法。3.利用Visual 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，尤其是Bresenham画线法原理。2.掌握几种基本的直线生成算法：DDA画线法、Bresenham画线法、中点画线法。3.利用Visual C+实现直线生成的DDA算法，在屏幕上任意生成一条直线。三、实验步骤1.直线的生成原理：（1）DDA画线法也称数值微分法，是一种增量算法。是一种基于直线的微分方程来生成直线的方法。（2）中点画线法原理以下均假定所画直线的斜率，如果在方向上的增量为1，则方向上的增量只能在之间。中点画线法的基本原理是：假设在坐标为的各像素点中，与直线最近者已经确定为，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，或右上方的，用小空心圆表示。以为和的中点，则的坐标为。又假设是理想直线与垂直线的交点。显然，若在的下方，则离直线近，应取为下一像素点；若在的上方，则离直线近，应取为下一像素点。（3）Bresenham画线法原理直线的中点Bresenham算法的原理：每次在主位移方向上走一步，另一个方向上走不走步取决于中点偏差判别式的值。给定理想直线的起点坐标为P0（x0，y0），终点坐标为P1（x1，y1），则直线的隐函数方程为： （3-1） 构造中点偏差判别式d。 (1) 当d0时 当d0时 2.实现前面所述的各种直线生成算法，包括DDA算法、中点生成算法、Bresenham生成算法等。程序运行后的菜单界面如图2-1所示。图2-1 直线生成图形的程序运行界面首先创建工程名为“基本图形的生成与填充”的单文档应用程序框架，操作步骤如下：（1）创建单文档应用程序框架。启动Visual C+，选择“文件/新建”菜单命令，在弹出的新建对话框中单击“工程”标签；选择.MFC AppWizard(exe)，在“工程名称”编辑框中输入“基本图形的生成与填充”（也可以使用英文名称），选择所要存放的位置后，单击“确定”按钮，出现Stept1对话框；选择“单个文档”选项，单击“下一步”按钮，在接着的Stept2Stept5中，均可以直接单击“下一步”按钮完成应用程序框架的构建。也可以在Stept1步选择“单文档”（Single document）后，直接单击“完成”按钮完成。（2）编辑菜单资源。在工作区中的Resource View标签中，单击Menu项左边的“+”，然后双击其子项IDRMAINFRAME，弹出编辑主菜单项，根据表1中定义的菜单项资源来编辑菜单，如图2-2所示。图2-2 编辑主菜单项（3）添加消息处理函数。利用类向导（Class Wizard）为应用程序添加与菜单项相关的消息处理函数。右击菜单项标题，选择“建立类向导”，在弹出的MFC ClassWizard窗口中，选择Message Maps标签，在Class Name栏中选择CMyView，根据表2建立消息映射函数，如图2-3所示。MFC ClassWizard会自动完成有关的函数声明。图2-3 添加消息处理函数（4）添加程序代码。在CMyView.cpp文件中相应的位置添加各算法的程序代码，在Visual C+的MFC中绘制图形，一般可以调用一个“CDC”类，从CDC开始，添加代码。添加代码如下：/DDA算法生成直线，起点（x0,y0），终点（x1,y1）。void CMyView:OnDdaline() CDC *pDC=GetDC(); int x0=100,y0=100,x1=300,y1=200,c=RGB(255,0,0);int x,y,i;float dx,dy,k;dx=(float)(x1-x0);dy=(float)(y1-y0);k=dy/dx;x=x0;y=y0;if(abs(k)1)for(;ySetPixel(x,int(y+0.5),c);y=y+k;if(abs(k)=1)for(;ySetPixel(int(x+0.5),y,c);x=x+1/k;ReleaseDC(pDC);/中点算法生成直线void CMyView:OnMidpointline() CDC *pDC=GetDC();int x0=100,y0=100,x1=400,y1=300,c=RGB(0,0,0);float a,b,d1,d2,d,x,y;a=y0-y1;b=x1-x0;d=2*a+b;d1=2*a;d2=2*(a=b);x=x0;y=y0;pDC-SetPixel(x,y,c);while(xx1)if(dSetPixel(x,y,c);ReleaseDC(pDC);/Bresenham算法生成直线void CMyView:OnBresenhamline() CDC *pDC=GetDC();int x0=100,y0=100,x1=500,y1=600,color=RGB(0,0,255);int i,x,y,dx,dy;float k,e;dx=x1-x0;dy=y1-y0;e=-dx;x=x0;y=y0;for(i=0;iSetPixel(x,y,color);x+;e+=2*dy;if(e=0) y+;e=e-2*dx;ReleaseDC(pDC);（5）编译连接生成可执行程序，运行该程序。仔细检查上述各个操作步骤，核对以上信息，点击调试按钮，调试程序准确无误后即可完整运行该程序。四、实验结果分析运行该程序后，运行程序后，我们可以得到如图2-1的界面，分别单击菜单中的“直线生成”项的“DDA算法生成直线”、“中点算法生成直线”、“Bresenham算法生成直线”，可以得到相应的直线：DDA算法得到的是红色线段，中点生成算法得到的是黑色