计算机图形学课程设计实验报告

1、计算机图形学实验报告班级 计算机科学与技术 姓名 学号 2014 年 6 月 2 日实验一 基本图形生成算法一、实验目的： 1、掌握中点bresenham绘制直线的原理； 2、设计中点bresenham算法； 3、掌握八分法中点bresenham算法绘制圆的原理； 4、设计八分法绘制圆的中点bresenham算法； 5、掌握绘制1/4椭圆弧的上半部分和下半部分的中点bresenham算法原理； 6、掌握下半部分椭圆偏差判别式的初始值计算方法； 7、设计顺时针四分法绘制椭圆的中点bresenham算法。二、实验过程：1、 实验描述 实验1：使用中点bresenham算法绘制斜率为0=k=1的直线

2、。 实验2：使用中点bresenham算法绘制圆心位于屏幕客户区中心的圆。 实验3：使用中点bresenham算法绘制圆心位于屏幕客户区中心的椭圆。2、实验过程 1）用mfc(exe)建立一个单文档工程； 2）编写对话框，生成相应对象，设置相应变量； 3）在类clineview中声明相应函数，并在相关的cpp文件中实现； 4）在ondraw（）函数里调用函数实现绘制直线、圆、椭圆； 5）运行程序，输入相应值，绘制出图形。3、 源代码实验1：直线中点bresenham算法1./ cline.cpp : implementation file/ cline dialogcline:cline(cw

3、nd* pparent /*=null*/): cdialog(cline:idd, pparent)/afx_data_init(cline)m_x0 = 0;m_y0 = 0;m_x1 = 0;m_y1 = 0;/afx_data_initvoid cline:dodataexchange(cdataexchange* pdx)cdialog:dodataexchange(pdx);/afx_data_map(cline)ddx_text(pdx, idc_x0, m_x0);ddx_text(pdx, idc_y0, m_y0);ddx_text(pdx, idc_x1, m_x1);d

4、dx_text(pdx, idc_y1, m_y1);/afx_data_mapbegin_message_map(cline, cdialog)/afx_msg_map(cline)/afx_msg_mapend_message_map()2、 / lineview.hclass clineview : public cviewpublic:clinedoc* getdocument();.void mbline(double,double,double,double); /直线中点bresenham函数.3、/ line.cpp /*直线中点bresenham函数*/void clinev

5、iew:mbline(double x0, double y0, double x1, double y1) cclientdc dc(this); colorref rgb=rgb(0,0,255); /定义直线颜色为蓝色double x,y,d,k;x=x0; y=y0; k=(y1-y0)/(x1-x0); d=0.5-k;for(x=x0;x=x1;x+)dc.setpixel(int)x,(int)y,rgb);if(d0)y+;d+=1-k;elsed-=k;4、/lineview.cppvoid clineview:ondraw(cdc* pdc)clinedoc* pdoc =

6、 getdocument();assert_valid(pdoc);/ todo: add draw code for native data herecline a;a.domodal();/初始化clineview:mbline(a.m_x0,a.m_y0,a.m_x1,a.m_y1);实验2：圆中点bresenham算法 1、/cricle.cpp/ ccricle dialogccricle:ccricle(cwnd* pparent /*=null*/): cdialog(ccricle:idd, pparent)/afx_data_init(ccricle)m_r = 0;/afx

7、_data_initvoid ccricle:dodataexchange(cdataexchange* pdx)cdialog:dodataexchange(pdx);/afx_data_map(ccricle)ddx_text(pdx, r_edit, m_r);/afx_data_map 2、/ccircleview.hclass cccircleview : public cview.public:cccircledoc* getdocument();void circlepoint(double,double); /八分法画圆函数void mbcircle(double); /圆中点

8、bresenham函数. 3、/ccircleview.cppvoid cccircleview:ondraw(cdc* pdc)cccircledoc* pdoc = getdocument();assert_valid(pdoc);/ todo: add draw code for native data hereccricle r;r.domodal();cccircleview:mbcircle(r.m_r);/画圆4、/ccircleview.cpp/*八分法画圆*/void cccircleview:circlepoint(double x,double y)cclientdc d

9、c(this);colorref rgb=rgb(0,0,255);dc.setpixel(int)(300+x),(int)(300+y),rgb);dc.setpixel(int)(300-x),(int)(300+y),rgb);dc.setpixel(int)(300+x),(int)(300-y),rgb);dc.setpixel(int)(300-x),(int)(300-y),rgb);dc.setpixel(int)(300+y),(int)(300+x),rgb);dc.setpixel(int)(300-y),(int)(300+x),rgb);dc.setpixel(in

10、t)(300+y),(int)(300-x),rgb);dc.setpixel(int)(300-y),(int)(300-x),rgb);/*圆中点bresenham函数*/void cccircleview:mbcircle(double r)double x,y,d;colorref rgb=rgb(0,0,255);d=1.25-r;x=0; y=r;for(x=0;xy;x+)circlepoint(x,y); /调用八分法画圆子函数if(d0)d+=2*x+3;elsed+=2*(x-y)+5;y-;实验3：椭圆中点bresenham算法1、/ellipse1.cpp/ celli

11、pse dialogcellipse:cellipse(cwnd* pparent /*=null*/): cdialog(cellipse:idd, pparent)/afx_data_init(cellipse)m_a = 0;m_b = 0;/afx_data_initvoid cellipse:dodataexchange(cdataexchange* pdx)cdialog:dodataexchange(pdx);/afx_data_map(cellipse)ddx_text(pdx, idc_edit1, m_a);ddx_text(pdx, idc_edit2, m_b);/af

12、x_data_map2、/ellipseview.hclass cellipseview : public cview.public:cellipsedoc* getdocument();void ellipsepoint(double,double); /四分法画椭圆void mbellipse(double a, double b); /椭圆中点bresenham函数.3、/ellipse.cpp/*四分法画椭圆*/void cellipseview:ellipsepoint(double x,double y)cclientdc dc(this);colorref rgb=rgb(0,0

13、,255); dc.setpixel(int)(300+x),(int)(300+y),rgb);dc.setpixel(int)(300-x),(int)(300+y),rgb);dc.setpixel(int)(300+x),(int)(300-y),rgb);dc.setpixel(int)(300-x),(int)(300-y),rgb);/*椭圆中点bresenham函数*/void cellipseview:mbellipse(double a, double b)double x,y,d1,d2;x=0;y=b;d1=b*b+a*a*(-b+0.25);ellipsepoint(

14、x,y);while(b*b*(x+1)a*a*(y-0.5)/椭圆ac弧段if(d10)if(d20)d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3);x+;elsed2+=a*a*(-2*y+3);y-;ellipsepoint(x,y);4、/ellipseview.cppvoid cellipseview:ondraw(cdc* pdc)cellipsedoc* pdoc = getdocument();assert_valid(pdoc);/ todo: add draw code for native data herecellipse el;el.domodal();/初

15、始化cellipseview:mbellipse(el.m_a, el.m_b);/画椭圆4、 实结果验实验1：直线中点bresenham算法实验2：圆中点bresenham算法实验3：椭圆中点bresenham算法实验二 有效边表填充算法一、实验目的：1、设计有效边表结点和边表结点数据结构；2、设计有效边表填充算法；3、编程实现有效边表填充算法。2、 实验过程：1、实验描述 下图1 所示多边形覆盖了 12 条扫描线，共有 7 个顶点和 7 条边。7 个顶点分别为：p0（7，8） ，p1（3，12） ，p2（1，7） ，p3（3，1）, p4（6，5）, p5（8，1）, p6（12，9）。在

16、 1024768 的显示分辩率下，将多边形顶点放大为 p0（500,400） ，p1（350，600） ，p2（250，350），p3（350，50）, p4（500，250）, p5（600，50）, p6（800，450）。请使用有效边表算法填充该多边形。2、 实验过程 （1）建立aet类和bucket类； （2）初始化桶，并在建立桶结点时为其表示的扫描线初始化为带头结点的链表； （3）对每个桶结点进行循环，将桶内每个结点的边表合并为有效边表，并进行有效边表循环； （4）按照扫描线从小到大的移动顺序，计算当前扫描线与多边形各边的交点，然后把这些交点按x值递增的顺序进行排序，配对，以确定填充

17、区间； （5）用指定颜色点亮填充区间内的所有像素，即完成填充工作。3、 源代码1、/aet.hclass aet public:aet();virtual aet();double x;int ymax;double k;/代替1/kaet *next;/aet.cppaet:aet()aet:aet()2、 /bucket.h#include aet.hclass bucket public:bucket();virtual bucket();int scanline;aet *p;/桶上的边表指针bucket *next;/ bucket.cppbucket:bucket()bucket:

18、bucket()3、/test2.cppvoid ctest2view:et()/构造边表函数for(int i=0;ipointi.y)/终点比起点高while(currentb-scanline!=pointi.y)/在桶内寻找该边的ymincurrentb=currentb-next;/移到下一个桶结点ei.x=pointi.x;/计算aet表的值ei.ymax=pointj.y;ei.k=double(pointj.x-pointi.x)/(pointj.y-pointi.y);/代表1/kei.next=null;currente=currentb-p;/获得桶上连接边表的地址if(

19、currentb-p=null)currente=&ei;/边表的起始地址currentb-p=currente;/第一个边表直接连接到对应的桶中elsewhile(currente-next!=null)/如果当前边已连有边结点currente=currente-next;/移动指针到当前边的最后一个结点currente-next=&ei;/把当前边接上去if(pointj.yscanline!=pointj.y)/在桶内寻找该边的ymincurrentb=currentb-next;/移到下一个桶结点ei.x=pointj.x;/计算aet表的值ei.ymax=pointi.y;ei.k=

20、double(pointi.x-pointj.x)/(pointi.y-pointj.y);/代表1/kei.next=null;currente=currentb-p;/获得桶上连接边表的地址if(currente=null)currente=&ei;/边表的起始地址currentb-p=currente;/第一个边表直接连接到对应的桶中elsewhile(currente-next!=null)/如果当前边已连有边结点currente=currente-next;/移动指针到当前边的最后一个结点currente-next=&ei;/把当前边接上去currentb=null;currente

21、=null;void ctest2view:addedge(aet *newedge)/插入临时边表函数t1=heade;if(t1=null)/边表为空，将边表置为tempedget1=newedge;heade=t1;elsewhile(t1-next!=null)/边表不为空，将tempedge连在该边之后t1=t1-next;t1-next=newedge;void ctest2view:edegeorder()/对边表进行排序函数t1=heade;if(t1=null)return;if(t1-next=null)/如果该边表没有再连边表return;/桶结点只有一条边，不需要排序e

22、lseif(t1-next-xx)/边表按x值排序t2=t1-next;t1-next=t2-next;t2-next=t1;heade=t2; t2=heade; t1=heade-next; while(t1-next!=null)/继续两两比较相连的边表的x值，进行排序 if(t1-next-xx) t2-next=t1-next; t1-next=t1-next-next; t2-next-next=t1;t2=t2-next; else t2=t1; t1=t1-next; void ctest2view:polygonfill()/多边形填充函数cclientdc dc(this)

23、;colorref rgb=rgb(0,0,255); heade=null;for(currentb=headb;currentb!=null;currentb=currentb-next)/访问所有桶结点for(currente=currentb-p;currente!=null;currente=currente-next)/桶中所有结点aet *tempedge= new aet;tempedge-x=currente-x;tempedge-ymax=currente-ymax; tempedge-k=currente-k; tempedge-next=null; addedge(te

24、mpedge);/将该边插入临时aet表edegeorder();/边表按照x递增的顺序存放 t1=heade;/根据ymax抛弃扫描完的边结点if(t1=null)return;while(currentb-scanline=t1-ymax)/放弃该结点，aet表指针后移，下闭上开t1=t1-next;heade=t1;if(heade=null)return;if(t1-next!=null)t2=t1;t1=t2-next;while(t1!=null)if(currentb-scanline=t1-ymax)/跳过一个结点 t2-next=t1-next; t1-next=null;

25、t1=t2-next;elset2=t1;t1=t2-next;bool in=false;/设置一个bool变量in，初始值为假double xb,xe;/扫描线的起点和终点for(t1=heade;t1!=null;t1=t1-next)/填充扫描线和多边形相交的区间if(in=false)xb=t1-x;in=true;/，每访问一个结点，把in值取反一次else/如果in值为真，则填充从当前结点的x值开始到下一个结点的x值结束的区间xe=t1-x-1;/左闭右开cclientdc dc(this);for(double x=xb;xscanline,rgb);/填充 sleep(1);

26、/延时1ms，提高填充过程的可视性 in=false;for(t1=heade;t1!=null;t1=t1-next)/边连贯性 t1-x=t1-x+t1-k;/x=x+1/kdelete headb;delete currentb;delete currente;delete heade;/*初始化桶*void ctest2view:creatbucket() int scanmax,scanmin;scanmax = scanmin = point0.y;for(int i=1;inumber;i+)if(pointi.yscanmax)scanmax = pointi.y; /扫描线的最大值for( i=scanmin;iscanline = scanmin;currentb-p = null; /没有连接边链表currentb