計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-二維裁剪

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院20132014學(xué)年第一學(xué)期計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 教師： 成績(jī)：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（3、二維裁剪）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求（1） 掌握線段裁剪算法原理，并實(shí)現(xiàn)其算法。（2） 理解多邊形裁剪、字符裁剪算法思想，能編程實(shí)現(xiàn)其算法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)菜單程序，利用消息處理函數(shù)，完成以下要求：（1） 實(shí)現(xiàn)直線段的標(biāo)號(hào)法（Cohen-Sutherland）、矩形窗口裁剪算法。（2） 參考教材中的算法，用矩形窗口實(shí)現(xiàn)多邊形的Sutherland-Hodgman裁剪算法。三、 重要算法分析以下分析Cohen-Sutherland和Sutherland-Hodgman兩個(gè)算法，其中

2、Cohen-Sutherland算法的基本思想通過(guò)編碼的方法快速實(shí)現(xiàn)對(duì)直線段的裁剪；Sutherland-Hodgman算法基本思想是用窗口的四條邊所在的直線依次來(lái)裁剪多邊形。（一） Cohen-Sutherland算法該算法的基本思想是：對(duì)于每條待裁剪的線段P1,P2分三種情況處理：(1) 若P1P2完全在窗口內(nèi)，則顯示該線段。(2) 若P1P2完全在窗口外，則丟棄該線段。(3) 若線段既不滿足“取”的條件，也不滿足“舍”的條件，則求線段與窗口邊界的交點(diǎn)，在交點(diǎn)處把線段分為兩段。1. 編碼原則具體編碼過(guò)程為將延長(zhǎng)線窗口的四條邊線（yT、yB、xR、xL），將二維平面分成九個(gè)區(qū)域，全為0的區(qū)域

3、是裁剪窗口，其中各位編碼的定義如下： 按照如上定義，相應(yīng)區(qū)域編碼如圖1所示。 圖1 區(qū)域編碼2. 裁剪算法：依據(jù)上面的編碼原則，可以總結(jié)出對(duì)一條線段的可見(jiàn)性進(jìn)行測(cè)試：1） 若線段兩個(gè)端點(diǎn)的四位二進(jìn)制編碼全為0000，即兩端點(diǎn)編碼邏輯或運(yùn)算為0，那么該線段完全位于窗口內(nèi)，可直接保留。2） 對(duì)端點(diǎn)的四位二進(jìn)制編碼進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，若結(jié)果不為零，那么整條線段必位于窗口外，可直接舍棄。3） 否則，這條線段既不能保留也不能舍棄，它可能與窗口相交。此時(shí)，需要對(duì)窗口進(jìn)行再分割，并對(duì)分割后的線段按照一定順序進(jìn)行檢查，決定保留、舍棄或再分割。重復(fù)這過(guò)程，直到全部線段均被舍棄或保留為止。（二） Sutherland

4、-Hodgman算法算法的基本思想是利用窗口的四條邊所在的直線依次來(lái)裁剪多邊形。多邊形的每條邊與裁剪線的位置關(guān)系有4種情況，如圖2所示。圖2 多邊形邊界與裁剪窗口的關(guān)系其中a）為從外到內(nèi)的輸出P和I，b）為從內(nèi)到內(nèi)輸出P，c）為從內(nèi)到外輸出I，d）為從外到外不輸出。假設(shè)當(dāng)前處理的多邊形為SP。1） 在圖2a的情況中，端點(diǎn)S在外側(cè)，P在內(nèi)側(cè)，則按順序?qū)⒔稽c(diǎn)I和P都輸出到結(jié)果多邊形的頂點(diǎn)表中。2） 在圖2b的情況中，端點(diǎn)S和都在內(nèi)側(cè)，則輸出P到結(jié)果多邊形的頂點(diǎn)表中。3） 在圖2c的情況中，端點(diǎn)S在內(nèi)側(cè)，P在外側(cè)，則輸出交點(diǎn)I到結(jié)果多邊形的頂點(diǎn)表中。4） 在圖2d的情況中，端點(diǎn)S和 P在外側(cè)，沒(méi)有輸出。四、 程序運(yùn)行截圖1. 用Cohen-Sutherland算法實(shí)現(xiàn)線段的裁剪，如圖3所示，其中a）圖中的線段為裁剪前的，b）圖將超出裁剪多邊形的線段部分裁剪后的結(jié)果。圖3 Cohen-Sutherland算法裁剪前和后a)裁剪前 b）裁剪后2. Sutherland-Hodgman算法實(shí)現(xiàn)多邊形裁剪，如圖4所示。圖4 Sutherland-Hodgman算法裁剪多邊形前和后a)裁剪多邊形前 b)裁剪多邊形后五、 總結(jié)與調(diào)試經(jīng)驗(yàn)（1） 通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)圖形學(xué)的理解，尤其對(duì)線段裁剪和多邊形裁剪有了更加深入的理解。（2） 我學(xué)會(huì)了多邊形裁剪算法，從剛開(kāi)始的不知道到現(xiàn)在的