計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 姓名 學(xué)號(hào) 2014 年 6 月 2 日實(shí)驗(yàn)一 基本圖形生成算法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、掌握中點(diǎn)bresenham繪制直線的原理； 2、設(shè)計(jì)中點(diǎn)bresenham算法； 3、掌握八分法中點(diǎn)bresenham算法繪制圓的原理； 4、設(shè)計(jì)八分法繪制圓的中點(diǎn)bresenham算法； 5、掌握繪制1/4橢圓弧的上半部分和下半部分的中點(diǎn)bresenham算法原理； 6、掌握下半部分橢圓偏差判別式的初始值計(jì)算方法； 7、設(shè)計(jì)順時(shí)針?biāo)姆址ɡL制橢圓的中點(diǎn)bresenham算法。二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：1、 實(shí)驗(yàn)描述 實(shí)驗(yàn)1：使用中點(diǎn)bresenham算法繪制斜率為0<=k&

2、lt;=1的直線。 實(shí)驗(yàn)2：使用中點(diǎn)bresenham算法繪制圓心位于屏幕客戶區(qū)中心的圓。 實(shí)驗(yàn)3：使用中點(diǎn)bresenham算法繪制圓心位于屏幕客戶區(qū)中心的橢圓。2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程 1）用mfc(exe)建立一個(gè)單文檔工程； 2）編寫(xiě)對(duì)話框，生成相應(yīng)對(duì)象，設(shè)置相應(yīng)變量； 3）在類clineview中聲明相應(yīng)函數(shù)，并在相關(guān)的cpp文件中實(shí)現(xiàn)； 4）在ondraw（）函數(shù)里調(diào)用函數(shù)實(shí)現(xiàn)繪制直線、圓、橢圓； 5）運(yùn)行程序，輸入相應(yīng)值，繪制出圖形。3、 源代碼實(shí)驗(yàn)1：直線中點(diǎn)bresenham算法1./ cline.cpp : implementation file/ cline dialogcline:

3、cline(cwnd* 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,

4、 m_x1);ddx_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); /直線中點(diǎn)bresenham函數(shù).3、/ line.cpp /*直線中點(diǎn)bresenham函數(shù)*/voi

5、d clineview:mbline(double x0, double y0, double x1, double y1) cclientdc dc(this); colorref rgb=rgb(0,0,255); /定義直線顏色為藍(lán)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(d<0)y+;d+=1-k;elsed-=k;4、/lineview.cppvoid clineview:ondraw(cdc* pdc)

6、clinedoc* pdoc = 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);實(shí)驗(yàn)2：圓中點(diǎn)bresenham算法 1、/cricle.cpp/ ccricle dialogccricle:ccricle(cwnd* pparent /*=null*/): cdialog(ccricle:idd, pparent)/afx_data_init(ccri

7、cle)m_r = 0;/afx_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); /八分法畫(huà)圓函數(shù)void mbcirc

8、le(double); /圓中點(diǎn)bresenham函數(shù). 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);/畫(huà)圓4、/ccircleview.cpp/*八分法畫(huà)圓*/void cccircleview:circlepoint(double x,doub

9、le y)cclientdc dc(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

10、);dc.setpixel(int)(300+y),(int)(300-x),rgb);dc.setpixel(int)(300-y),(int)(300-x),rgb);/*圓中點(diǎn)bresenham函數(shù)*/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;x<y;x+)circlepoint(x,y); /調(diào)用八分法畫(huà)圓子函數(shù)if(d<0)d+=2*x+3;elsed+=2*(x-y)+5;y-;實(shí)驗(yàn)3：橢圓中點(diǎn)bresenham

11、算法1、/ellipse1.cpp/ cellipse 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(

12、pdx, idc_edit2, m_b);/afx_data_map2、/ellipseview.hclass cellipseview : public cview.public:cellipsedoc* getdocument();void ellipsepoint(double,double); /四分法畫(huà)橢圓void mbellipse(double a, double b); /橢圓中點(diǎn)bresenham函數(shù).3、/ellipse.cpp/*四分法畫(huà)橢圓*/void cellipseview:ellipsepoint(double x,double y)cclientdc dc(th

13、is);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);/*橢圓中點(diǎn)bresenham函數(shù)*/void cellipseview:mbellipse(double a, double b)double x,y,d1,d2;x=0;y=b;d1=b*b+a*a

14、*(-b+0.25);ellipsepoint(x,y);while(b*b*(x+1)<a*a*(y-0.5)/橢圓ac弧段if(d1<0)d1+=b*b*(2*x+3);elsed1+=b*b*(2*x+3)+a*a*(-2*y+2);y-;x+;ellipsepoint(x,y);d2=b*b*(x+0.5)*(x+0.5)+a*a*(y-1)*(y-1)-a*a*b*b;/橢圓cb弧段while(y>0)if(d2<0)d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3);x+;elsed2+=a*a*(-2*y+3);y-;ellipsepoint(x,y

15、);4、/ellipseview.cppvoid cellipseview:ondraw(cdc* pdc)cellipsedoc* pdoc = getdocument();assert_valid(pdoc);/ todo: add draw code for native data herecellipse el;el.domodal();/初始化cellipseview:mbellipse(el.m_a, el.m_b);/畫(huà)橢圓4、 實(shí)結(jié)果驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：直線中點(diǎn)bresenham算法實(shí)驗(yàn)2：圓中點(diǎn)bresenham算法實(shí)驗(yàn)3：橢圓中點(diǎn)bresenham算法實(shí)驗(yàn)二 有效邊表填充算法一、實(shí)驗(yàn)

16、目的：1、設(shè)計(jì)有效邊表結(jié)點(diǎn)和邊表結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；2、設(shè)計(jì)有效邊表填充算法；3、編程實(shí)現(xiàn)有效邊表填充算法。2、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：1、實(shí)驗(yàn)描述 下圖1 所示多邊形覆蓋了 12 條掃描線，共有 7 個(gè)頂點(diǎn)和 7 條邊。7 個(gè)頂點(diǎn)分別為：p0（7，8） ，p1（3，12） ，p2（1，7） ，p3（3，1）, p4（6，5）, p5（8，1）, p6（12，9）。在 1024×768 的顯示分辯率下，將多邊形頂點(diǎn)放大為 p0（500,400） ，p1（350，600） ，p2（250，350），p3（350，50）, p4（500，250）, p5（600，50）, p6（800，450）。請(qǐng)使用有

17、效邊表算法填充該多邊形。2、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 （1）建立aet類和bucket類； （2）初始化桶，并在建立桶結(jié)點(diǎn)時(shí)為其表示的掃描線初始化為帶頭結(jié)點(diǎn)的鏈表； （3）對(duì)每個(gè)桶結(jié)點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)，將桶內(nèi)每個(gè)結(jié)點(diǎn)的邊表合并為有效邊表，并進(jìn)行有效邊表循環(huán)； （4）按照掃描線從小到大的移動(dòng)順序，計(jì)算當(dāng)前掃描線與多邊形各邊的交點(diǎn)，然后把這些交點(diǎn)按x值遞增的順序進(jìn)行排序，配對(duì)，以確定填充區(qū)間； （5）用指定顏色點(diǎn)亮填充區(qū)間內(nèi)的所有像素，即完成填充工作。3、 源代碼1、/aet.hclass aet public:aet();virtual aet();double x;int ymax;double k;/代替1/ka

18、et *next;/aet.cppaet:aet()aet:aet()2、 /bucket.h#include "aet.h"class bucket public:bucket();virtual bucket();int scanline;aet *p;/桶上的邊表指針bucket *next;/ bucket.cppbucket:bucket()bucket:bucket()3、/test2.cppvoid ctest2view:et()/構(gòu)造邊表函數(shù)for(int i=0;i<number;i+)/訪問(wèn)每個(gè)頂點(diǎn)currentb=headb;/從桶鏈表的頭節(jié)點(diǎn)開(kāi)

19、始循環(huán)int j=i+1;/邊表第二個(gè)頂點(diǎn)，pointi和pointj構(gòu)成邊if(j=number)j=0;/保證多邊形的閉合if(pointj.y>pointi.y)/終點(diǎn)比起點(diǎn)高while(currentb->scanline!=pointi.y)/在桶內(nèi)尋找該邊的ymincurrentb=currentb->next;/移到下一個(gè)桶結(jié)點(diǎn)ei.x=pointi.x;/計(jì)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=

20、currentb->p;/獲得桶上連接邊表的地址if(currentb->p=null)currente=&ei;/邊表的起始地址currentb->p=currente;/第一個(gè)邊表直接連接到對(duì)應(yīng)的桶中elsewhile(currente->next!=null)/如果當(dāng)前邊已連有邊結(jié)點(diǎn)currente=currente->next;/移動(dòng)指針到當(dāng)前邊的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)currente->next=&ei;/把當(dāng)前邊接上去if(pointj.y<pointi.y)/終比起點(diǎn)低while(currentb->scanline!=poi

21、ntj.y)/在桶內(nèi)尋找該邊的ymincurrentb=currentb->next;/移到下一個(gè)桶結(jié)點(diǎn)ei.x=pointj.x;/計(jì)算aet表的值ei.ymax=pointi.y;ei.k=double(pointi.x-pointj.x)/(pointi.y-pointj.y);/代表1/kei.next=null;currente=currentb->p;/獲得桶上連接邊表的地址if(currente=null)currente=&ei;/邊表的起始地址currentb->p=currente;/第一個(gè)邊表直接連接到對(duì)應(yīng)的桶中elsewhile(current

22、e->next!=null)/如果當(dāng)前邊已連有邊結(jié)點(diǎn)currente=currente->next;/移動(dòng)指針到當(dāng)前邊的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)currente->next=&ei;/把當(dāng)前邊接上去currentb=null;currente=null;void ctest2view:addedge(aet *newedge)/插入臨時(shí)邊表函數(shù)t1=heade;if(t1=null)/邊表為空，將邊表置為tempedget1=newedge;heade=t1;elsewhile(t1->next!=null)/邊表不為空，將tempedge連在該邊之后t1=t1->n

23、ext;t1->next=newedge;void ctest2view:edegeorder()/對(duì)邊表進(jìn)行排序函數(shù)t1=heade;if(t1=null)return;if(t1->next=null)/如果該邊表沒(méi)有再連邊表return;/桶結(jié)點(diǎn)只有一條邊，不需要排序elseif(t1->next->x<t1->x)/邊表按x值排序t2=t1->next;t1->next=t2->next;t2->next=t1;heade=t2; t2=heade; t1=heade->next; while(t1->next!=

24、null)/繼續(xù)兩兩比較相連的邊表的x值，進(jìn)行排序 if(t1->next->x<t1->x) 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()/多邊形填充函數(shù)cclientdc dc(this);colorref rgb=rgb(0,0,255); heade=null;for(currentb=headb;

25、currentb!=null;currentb=currentb->next)/訪問(wèn)所有桶結(jié)點(diǎn)for(currente=currentb->p;currente!=null;currente=currente->next)/桶中所有結(jié)點(diǎn)aet *tempedge= new aet;tempedge->x=currente->x;tempedge->ymax=currente->ymax; tempedge->k=currente->k; tempedge->next=null; addedge(tempedge);/將該邊插入臨時(shí)ae

26、t表edegeorder();/邊表按照x遞增的順序存放 t1=heade;/根據(jù)ymax拋棄掃描完的邊結(jié)點(diǎn)if(t1=null)return;while(currentb->scanline>=t1->ymax)/放棄該結(jié)點(diǎn)，aet表指針后移，下閉上開(kāi)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)/跳過(guò)一個(gè)結(jié)點(diǎn) t2->next=t

27、1->next; t1->next=null; t1=t2->next;elset2=t1;t1=t2->next;bool in=false;/設(shè)置一個(gè)bool變量in，初始值為假double xb,xe;/掃描線的起點(diǎn)和終點(diǎn)for(t1=heade;t1!=null;t1=t1->next)/填充掃描線和多邊形相交的區(qū)間if(in=false)xb=t1->x;in=true;/，每訪問(wèn)一個(gè)結(jié)點(diǎn)，把in值取反一次else/如果in值為真，則填充從當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的x值開(kāi)始到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的x值結(jié)束的區(qū)間xe=t1->x-1;/左閉右開(kāi)cclientdc dc(

28、this);for(double x=xb;x<=xe;x+)dc.setpixel(int(x),currentb->scanline,rgb);/填充 sleep(1);/延時(shí)1ms，提高填充過(guò)程的可視性 in=false;for(t1=heade;t1!=null;t1=t1->next)/邊連貫性 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 sca

29、nmax,scanmin;scanmax = scanmin = point0.y;for(int i=1;i<number;i+)if(pointi.y<scanmin)scanmin = pointi.y; /掃描線的最小值if(pointi.y>scanmax)scanmax = pointi.y; /掃描線的最大值for( i=scanmin;i<=scanmax;i+) /建立桶節(jié)點(diǎn)if(scanmin = i) /桶頭結(jié)點(diǎn)headb = new bucket; /建立桶的頭結(jié)點(diǎn)currentb = headb; /currentb為bucket當(dāng)前節(jié)點(diǎn)指針currentb->scanline = scanmin;currentb->p = null; /沒(méi)有連接邊鏈表currentb->next = null;else /建立桶的其他節(jié)點(diǎn)currentb->next =