圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)一VisualC++圖形程序設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)一 Visual C+圖形程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康腣isual C+是在Microsoft C的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的快速發(fā)展，如今Visual C+已成為集編輯、編譯、運(yùn)行、調(diào)試于一體功能強(qiáng)大的集成編程環(huán)境。本章以Visual C+ 6.0為對象，主要介紹Visual C+集成編成環(huán)境的使用、圖形設(shè)備接口和常用圖形程序設(shè)計(jì)、鼠標(biāo)編程以及菜單設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)，目的是通過對Visual C+的學(xué)習(xí)，掌握Visual C+圖形程序設(shè)計(jì)的方法，為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理部分的算法實(shí)現(xiàn)提供程序工具和方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1 學(xué)習(xí)Visual C+圖形程序設(shè)計(jì)的方法；2 掌握Visual C+集成編成

2、環(huán)境的使用、圖形設(shè)備接口和常用圖形程序設(shè)計(jì)。三、基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)步驟31 Visual C+ 6.0應(yīng)用程序開發(fā)方法 介紹Visual C+ 6.0集成開發(fā)環(huán)境，以一個簡單的實(shí)例介紹利用Visual C+應(yīng)用程序工程建立方法和程序設(shè)計(jì)框架。3.1.1 Visual C+的集成開發(fā)環(huán)境從開始菜單中啟動Visual C+ 6.0，進(jìn)入開發(fā)集成環(huán)境。打開一個項(xiàng)目后，可以看到Visual C+ 6.0的開發(fā)環(huán)境由標(biāo)題欄、工具欄、工作區(qū)窗口、源代碼編輯窗口、輸出窗口和狀態(tài)欄組成，見圖3.1所示。標(biāo)題欄用于顯示應(yīng)用程序名和所打開的文件名，標(biāo)題欄的顏色可以表明對應(yīng)窗口是否被激活。菜單欄包括文件、編輯、顯示、插

3、入、工程、編譯、工具、窗口和幫助九項(xiàng)主菜單，包含了從源代碼的編輯、界面設(shè)計(jì)、程序調(diào)試和編譯運(yùn)行在內(nèi)的所有功能。工具欄列出了常用的菜單命令功能和對象方法。工具欄的下面是兩個窗口，一個是工作區(qū)窗口，用于列出工程中的各種對象，一個是源代碼編輯窗口，用于各個對象的程序設(shè)計(jì)。輸出窗口顯示項(xiàng)目建立過程中所產(chǎn)生的各種信息。屏幕底端是狀態(tài)欄，它給出當(dāng)前操作或所選擇命令的提示信息。標(biāo)題欄菜單欄工作區(qū)源代碼編輯窗口狀態(tài)欄 圖3.1 Visual C+ 6.0集成開發(fā)環(huán)境3.1.2 應(yīng)用程序工程的建立方法Visual C+提供了一種稱為App Wizard的工具，利用該工具，用戶可以方便地按照自己的需要創(chuàng)建符合需要

4、的應(yīng)用程序框架。在這個基礎(chǔ)上，用戶可以進(jìn)一步將自己編寫的程序加入到這個框架中，實(shí)現(xiàn)用戶程序的功能。下面介紹建立VcApp應(yīng)用程序框架的方法，其它應(yīng)用程序的方法都與此類似。第一步：啟動Visual C+,選擇工程方法從開始菜單中選擇 Visual C+，進(jìn)入Visual C+集成環(huán)境。從文件菜單中選擇新建(New)命令，彈出圖3-2對話框。切換到工程（Projects）標(biāo)簽，項(xiàng)目類型選擇MFC AppWizard(exe)，輸入工程的名字（如VcApp），選擇項(xiàng)目放置的位置，然后單擊“確定”按鈕。圖3-2 Visual C+的New對話框第二步：設(shè)置應(yīng)用程序的特性。這些設(shè)置包括六個問題，每一個問

5、題都有不同的選項(xiàng)供選擇。一個問題選擇完后，通過“下一步”（Next）選擇下一個問題，直到六個問題選擇完畢。還可以通過“上一步”(Back)返回上一個問題重新選擇。下面繼續(xù)上面的例子，在單擊“確定”按鈕后，彈出第一個問題窗口，如圖3-3所示。第一個問題是建立什么類型的應(yīng)用程序，有三個選項(xiàng)：單個文檔（Single document）、多重文檔（Multiple document）和基本對話（Dialog based）。單個文檔應(yīng)用程序主窗口中只有一個窗口，多重文檔可以在主窗口中開多個子窗口，基本對話主窗口是一個對話框。例中選擇單個文檔，單擊“確定”，進(jìn)入下一個問題，如圖3-4所示。第二個問題是數(shù)據(jù)

6、庫的支持，是否用ODBC存取數(shù)據(jù)庫，有四個選項(xiàng)：不包括數(shù)據(jù)庫的支持（None）、僅包含ODBC頭文件（Header files only）、指定一個數(shù)據(jù)庫但沒有文件支持和指定一個數(shù)據(jù)庫但需要文件支持。當(dāng)選擇了后兩項(xiàng)，則需要用戶選擇一個已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫。例中不需要數(shù)據(jù)庫支持，選擇第一個選項(xiàng)“否”，進(jìn)入第三個問題，如圖3-5所示。 圖3-3 第一個問題：選擇應(yīng)用程序的類型 圖3-4第二個問題：選擇是否要用ODBC支持第三個問題是對ActiveX的支持。有五個選項(xiàng)：（1）沒有對ActiveX的支持；（2）ActiveX容器，它可以包含鏈接和嵌入對象。容器不能為其它的ActiveX程序提供支持，它只能

7、維護(hù)嵌入對象；（3）微型服務(wù)器（Mini-server），應(yīng)用程序不能獨(dú)立運(yùn)行，只能被調(diào)用為其它程序建立ActiveX對象。（4）完整服務(wù)器（Full-server），它能夠獨(dú)立運(yùn)行，并能夠?yàn)槠渌鼞?yīng)用程序建立ActiveX對象。（5）容器和服務(wù)器，一個應(yīng)用程序可以同時是容器和服務(wù)器。在例子中，選擇第一個選項(xiàng)，沒有對ActiveX的支持，單擊“下一個”（Next）進(jìn)入下一個問題。 圖3-5第三個問題：選擇是否對ActiveX的支持 圖3-6應(yīng)用程序的特性和高級選項(xiàng)第四個問題是應(yīng)用程序的特性和高級選項(xiàng)，如圖3-6所示。例中全部采用默認(rèn)選項(xiàng)，進(jìn)入下一個問題。第五個問題是項(xiàng)目的風(fēng)格、原文件注釋和MFC

8、庫類型，如圖3-7所示。在例子中全部采用默認(rèn)選項(xiàng)，進(jìn)入第六個問題。第六個問題是確定類名和文件名，如圖3-8所示。 基于第一個問題到第五個問題的回答，AppWizard會把將要建立的新類的名稱通知用戶。AppWizard將為應(yīng)用程序建立四個新類，CVcAppApp是應(yīng)用程序類，它是CWinApp的派生類。CMainFrame是一個擁有應(yīng)用程序主窗口的類。CVcAppDoc和CVcAppView是該應(yīng)用程序的文檔和視圖類。這些名字用戶可以改變。最后單擊“完成”（Finish）,顯示所建項(xiàng)目的信息，單擊“確定”后，項(xiàng)目建立完成。 圖3-7項(xiàng)目的風(fēng)格、原文件注釋和MFC庫類型 圖3-8通知MFC產(chǎn)生的

9、類名稱3.1.3 輸入源程序進(jìn)行程序設(shè)計(jì) 應(yīng)用程序項(xiàng)目工程建立以后，就為應(yīng)用程序的開發(fā)建立了一個框架，這是不輸入任何程序代碼，對該項(xiàng)目程序進(jìn)行編譯和運(yùn)行，可以生成一個完整的窗口程序。用戶根據(jù)項(xiàng)目工程中的不同類，輸入自己設(shè)計(jì)的程序代碼，完成用戶的程序設(shè)計(jì)。 例如，從VcApp Classes中找到CVcAppView的OnDraw（）函數(shù)，如圖3-9所示。雙擊OnDraw（）函數(shù)，這時系統(tǒng)會打開VcAppView.cpp文件，而且光標(biāo)正置于OnDraw（）函數(shù)中，在其中輸入下列語句：pDC->TextOut(30,30,"同學(xué)們好，歡迎使用VC+編程！");編譯并運(yùn)行該

10、程序，運(yùn)行結(jié)果如圖3-10所示。 圖3-9 輸入程序源代碼 圖3-10 運(yùn)行結(jié)果32 圖形設(shè)備接口和圖形程序設(shè)計(jì)3.2.1 圖形設(shè)備接口簡介在Windows系統(tǒng)中，程序都是通過一個叫做圖形設(shè)備接口（GDI, Graphics Device Interface）的抽象接口和硬件打交道，Windows會自動將設(shè)備環(huán)境表映射到相應(yīng)的物理設(shè)備，并且會提供正確的輸入/輸出指令。GDI是Windows系統(tǒng)核心的三種動態(tài)鏈接庫之一，它管理Windows系統(tǒng)的所有程序的圖形輸出。在Windows系統(tǒng)中，GDI向程序員提供了高層次的繪圖函數(shù)，只要掌握這些繪圖函數(shù)，就可以很方便地進(jìn)行圖形程序設(shè)計(jì)。另一個概念是設(shè)備

11、描述表（DC, Device Context）。DC是一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)程序向GDI設(shè)備中繪圖時，需要訪問該設(shè)備的DC。MFC將GDI的DC封裝在C+類中，包括CDC類和CDC派生類，這些類中的許多成員都是對本地GDI繪圖函數(shù)進(jìn)行簡單封裝而形成的內(nèi)聯(lián)函數(shù)。DC的作用就是提供程序與物理設(shè)備或者虛擬設(shè)備之間的聯(lián)系，除此之外，DC還要處理繪圖屬性的設(shè)置，如文本的顏色等。程序員可以通過調(diào)用專門的GDI函數(shù)修改繪圖屬性，如SetTextColor()函數(shù)。CDC類是GDI封裝在MFC中最大的一個類，它表示總的DC。表3.1列出了CDC中的一些常用繪圖函數(shù)。表3.1 CDC類中常用繪圖函數(shù)函 數(shù)描 述使用頻

12、率Arc()橢圓弧*BitBlt()把位圖從一個DC拷貝到另一個DC*Draw3dRect()繪制三維矩形*DrawDragRect()繪制用鼠標(biāo)拖動的矩形*DrawEdge()繪制矩形的邊緣*DrawIcon()繪制圖標(biāo)*Ellipse()繪制橢圓*FillRect()繪制用給定的畫刷顏色填充矩形*FillRgn()繪制用給定的畫刷顏色填充區(qū)域*FillSolidRed()繪制用給定的顏色填充矩形*FloodFill()用當(dāng)前的畫刷顏色填充區(qū)域*FrameRect()繪制矩形邊界*FrameRgn()繪制區(qū)域邊界*GetBKColor()獲取背景顏色*GetCurrentBitmap()獲取

13、所選位圖的指針*GetCurrentBrush()獲取所選畫刷的指針*GetCurrentFont()獲取所選字體的指針*GetCurrentPalette()獲取所選調(diào)色板的指針*GetCurrentPen()獲取所選畫筆的指針*GetCurrentPosition()獲取畫筆的當(dāng)前位置*GetDeviceCaps()獲取顯示設(shè)備能力的信息*GetMapMode()獲取當(dāng)前設(shè)置映射模式*Getpixel()獲取給定像素的RGB顏色值*GetPolyFillMode()獲取多邊形填充模式*GetTextColor()獲取文本顏色*GetTextExtent()獲取文本的寬度和高度*GetTex

14、tMetrics()獲取當(dāng)前文本的信息*GetWindow()獲取DC窗口的指針*GrayString()繪制灰色文本*LineTo()繪制直線*MoveTo()設(shè)置當(dāng)前畫筆位置*Pie()繪制餅圖*Polygon()繪制多邊形*PolyLine()繪制一組直線*RealizePalette()將邏輯調(diào)色板映射到系統(tǒng)調(diào)色板*Rectangle()繪制矩形*RoundRect()繪制圓角矩形*SelectObject()選擇GDI繪圖對象*SelectPalette()選擇邏輯調(diào)色板*SelectStockObject()選擇預(yù)定義圖形對象*SetBkColor()設(shè)置背景顏色*SetMapMo

15、de()設(shè)置映射模式*SetPixel()把像素設(shè)定為給定的顏色*SetTextColor()設(shè)置文本顏色*StretchBlt()把位圖從一個DC拷貝到另一個DC，并根據(jù)需要擴(kuò)展或壓縮位圖*TextOut()繪制字符串文本*這些函數(shù)的語法和使用可以通過MSDN幫助查詢。3.2.2節(jié)主要介紹Windows中基本圖形，包括點(diǎn)、直線、圓、圓弧、矩形、橢圓、扇形、折線等程序設(shè)計(jì)3.2.2 繪制基本圖形（1）畫點(diǎn) SetPixel()函數(shù)可以在指定的坐標(biāo)位置按指定的顏色畫點(diǎn)。函數(shù)原型說明如下：COLORREF CDC: SetPixel(int X, int Y, COLORREF crColor);

16、 其中，（X，Y）為點(diǎn)的坐標(biāo)位置，crColor參數(shù)為點(diǎn)的顏色值。如果函數(shù)調(diào)用成功，則函數(shù)返回像素的顏色值，否則返回值為-1。顏色值通過RGB(Red,Green,Blue)來設(shè)置，其中三個參數(shù)取值0255。例如，在VcAPP項(xiàng)目中，在CVcAppView類中的OnDraw()函數(shù)中加入下列畫點(diǎn)語句：/繪制一組彩色點(diǎn)/繪制一組彩色點(diǎn)pDC->TextOut(20,20,"point:");pDC->SetPixel(100,20,RGB(255,0,0); pDC->SetPixel(110,20,RGB(0,255,0);pDC->SetPixel

17、(120,20,RGB(0,0,255);pDC->SetPixel(100,20,RGB(255,255,0);pDC->SetPixel(100,20,RGB(255,0,255);pDC->SetPixel(100,20,RGB(0,255,255);pDC->SetPixel(100,20,RGB(0,0,0);pDC->SetPixel(100,20,RGB(255,255,255);運(yùn)行程序，查看運(yùn)行結(jié)果。（2）畫直線和折線畫直線需要LineTo()和MoveTo()兩個函數(shù)的配合使用。LineTo()函數(shù)以當(dāng)前位置所在的點(diǎn)為直線的起點(diǎn)，另指定一個點(diǎn)為

18、直線的終點(diǎn)，畫出一段直線。直線的顏色通過畫筆的顏色來設(shè)定，在后面介紹。LineTo()函數(shù)原型說明如下：BOOL CDC: LineTo(int nXEnd, int nYEnd);直線的終點(diǎn)位置由（nXEnd, nYEnd）指定。如果函數(shù)調(diào)用成功，那么該點(diǎn)就成為當(dāng)前位置，并返回TRUE，否則返回FALSE。MoveTo()函數(shù)只是將當(dāng)前位置移動到指定位置，它并沒有畫出直線，其函數(shù)說明為：BOOL CDC: MoveTo (int X, int Y);示例：在CVcAppView類中的OnDraw()函數(shù)中加入下列畫點(diǎn)語句：/繪制直線pDC->TextOut(20,60,"Li

19、ne:");pDC->MoveTo(20,90); pDC->LineTo(160,90);Polyline()函數(shù)用來畫一條折線，而PolyPolyline()函數(shù)則用來畫多條折線，它們的函數(shù)原型說明如下：BOOL CDC:Polyline(COUST POINT *lppt, int cPoints);BOOL CDC:PolyPolyline(COUST POINT * lppt, COUST DWORD *lpdwPolyPoints, DWORD cCount); 在Polyline()函數(shù)中，lppt是指向折線頂點(diǎn)數(shù)組的指針，而cPoints是折線頂點(diǎn)數(shù)組中的

20、頂點(diǎn)數(shù)。例如，繪制一條具有4個頂點(diǎn)的折線，程序如下：POINT polylinepoint4=70,240,20,190,70,190,20,240;/從（70,240）-（20,190）-共四個頂點(diǎn)三條線pDC->Polyline(polylinepoint,4);在PolyPolyline（）函數(shù)中，lppt是指向保存頂點(diǎn)數(shù)組的指針，而各條折線的頂點(diǎn)數(shù)則保存在lpdwPolyPoints參數(shù)所指向的數(shù)組中，最后的cCount參數(shù)指定折線的數(shù)目。例如：POINT polypolylinePt9=95,160,120,185,120,250,145,160,120,185,90,185,

21、150,185,80,210,160,210; DWORD dwPolyPoints4=3,2,2,2; /分四段折線，分別占用3，2，2，2個頂點(diǎn) pDC->PolyPolyline(polypolylinePt, dwPolyPoints, 4);注：由于一條折線至少需要2個頂點(diǎn)，因此dwPolyPoints數(shù)組中的數(shù)不應(yīng)該小于2。（3）畫弧線和曲線通過Arc()函數(shù)畫弧線或整個橢圓。橢圓限定在一個矩形內(nèi)，稱為外接矩形。Arc()函數(shù)的圓形說明如下：BOOL CDC: Arc(int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBott

22、omRect,int nXStartArc, int nYStartArc, int nXEndArc, int nYEndArc);其中，（nLeftRect, nTopRect）是外接矩形的左上角坐標(biāo)值，（nRightRect, nBottomRect）是外接矩形的右下角坐標(biāo)值。而橢圓中心與點(diǎn)（nXStartArc, nYStartArc）所構(gòu)成的射線與橢圓的交點(diǎn)成為弧線的起點(diǎn)，橢圓中心與點(diǎn)（nXEndArc, nYEndArc）所構(gòu)成的射線與橢圓的交點(diǎn)成為弧線的終點(diǎn)。橢圓上從始點(diǎn)到終點(diǎn)就形成一條弧線。 在Windows系統(tǒng)中，弧線從始點(diǎn)到終點(diǎn)的方向是逆時針方向，但可以通過SetArcDi

23、rection()函數(shù)將繪制弧線方向設(shè)置為順時針方向。示例，用Arc()繪制圓、圓弧和橢圓，程序如下：for (i=1;i<6;i+) pDC->Arc(260-5*i,70-5*i,260+5*i,70+5*i,0,0,0,0);/畫五個圓for (i=3;i<6;i+) pDC->Arc(260-10*i, 70-10*i, 260+10*i, 70+10*i, (int)260+10*i*cos(60*3.1415926/180),/注意include”math.h”(int)70+10*i*sin(60*3.1415926/180),(int)260+10*i*

24、cos(60*3.1415926/180),(int)70-10*i*sin(60*3.1415926/180); pDC->Arc(260-10*i, 70-10*i, 260+10*i, 70+10*i, (int)260-10*i*cos(60*3.1415926/180),(int)70-10*i*sin(60*3.1415926/180),(int)260-10*i*cos(60*3.1415926/180),(int)70+10*i*sin(60*3.1415926/180);Bezier曲線是最常見的非規(guī)則曲線之一。Bezier曲線屬于三次曲線，需要四個控制頂點(diǎn)來確定一條B

25、ezier曲線，其中曲線通過第一點(diǎn)和最后一點(diǎn)，并且第一條邊和最后一條邊是曲線在起點(diǎn)和終點(diǎn)處的切線，從而確定了曲線的走向。PolyBezier()函數(shù)可以畫出一條或多條Bezier曲線，其函數(shù)原型說明如下：BOOL CDC: PolyBezier(CONST POINT * lppt, DWORD cPoints);其中，lppt參數(shù)是曲線控制頂點(diǎn)所組成的數(shù)組，cPoints參數(shù)表示lppt數(shù)組中的頂點(diǎn)數(shù)，一條Bezier曲線需要四個控制頂點(diǎn)。如果lppt數(shù)組用于畫多條Bezier曲線，第二條以后的曲線只需要三個控制頂點(diǎn)，因?yàn)楹竺娴那€總是把前一條曲線的終點(diǎn)作為自己的起點(diǎn)。示例，給出四個控制頂點(diǎn)

26、，畫出一條Bezier曲線和特征多邊形。/繪制Bezier 曲線POINT polyBezier4=20,310,60,240,120,300,160,230;pDC->Polyline(polyBezier,4);pDC->PolyBezier(polyBezier,4);（4）畫封閉曲線Windows中提供了一組畫封閉曲線的函數(shù)，包括繪制矩形、多邊性、橢圓等，這些畫封閉曲線的函數(shù)不但可以利用畫筆來畫出輪廓線，同時還可以利用畫刷來填充這些封閉曲線所圍成的區(qū)域。Rectangle()函數(shù)用來畫矩形，其函數(shù)原型說明如下：BOOL CDC: Rectangle(int nLeftRec

27、t, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect);其中，參數(shù)nLeftRect和 nTopRect給出了矩形左上角的坐標(biāo)，而nRightRect和 nBottomRect則給出矩形的右下角坐標(biāo)。Ellipse()函數(shù)的作用則是畫橢圓形。在Ellipse()函數(shù)中，橢圓是由其外接矩形來確定的，外接矩形的中心與橢圓中心重合，矩形的長與寬和橢圓的長短軸相等。函數(shù)說明如下：BOOL CDC: Ellipse(int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect);其中的參數(shù)說明與Rec

28、tangle()函數(shù)相同。RoundRect()函數(shù)用來畫圓角矩形，其函數(shù)的原型說明如下：BOOL CDC: RoundRect(int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect,int nWidth, int nHeight);其中的前四個參數(shù)與Rectangle()函數(shù)相同，nWidth表示圓角的寬度, nHeight表示圓角的高度。Polygon()函數(shù)用來畫封閉的任意多邊形，其函數(shù)原型說明如下：BOOL CDC: Polygon(COUST POINT *lpPoints, int cCount); 其中的參數(shù)說明

29、與Polyline()函數(shù)相同。但兩個函數(shù)有區(qū)別，Polygon()函數(shù)會自動將起點(diǎn)和終點(diǎn)相連形成封閉的多邊形，而Polyline()函數(shù)則畫出多條折線，只有當(dāng)最后一點(diǎn)與起點(diǎn)相同時才畫出封閉的多邊形。示例，繪制矩形、圓角矩形、橢圓和多邊形，程序如下：/繪制矩形、圓角矩形、橢圓和多邊形pDC->Rectangle(190,270,250,310);pDC->RoundRect(265,270,330,310,30,20);pDC->Ellipse(260-50,200-30,260+50,200+30);POINT polygonPts3=390,160,430,220,350

30、,210;pDC->Polygon(polygonPts,3);實(shí)驗(yàn)二 基本圖形的生成技術(shù)A直線生成算法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?在一個圖形系統(tǒng)中，基本圖形（也稱為圖元、圖素等）的生成技術(shù)是最基本的，任何復(fù)雜的圖形都是由基本圖形組成的，基本圖形生成的質(zhì)量直接影響該圖形系統(tǒng)繪圖的質(zhì)量。所以，需要設(shè)計(jì)出精確的基本圖形生成算法，以確保圖形系統(tǒng)繪圖的精確性。本次實(shí)驗(yàn)的目的就是驗(yàn)證直線生成的三種掃描算法，并要求對基本算法進(jìn)行擴(kuò)充和改進(jìn)，包括：利用Visual C+實(shí)現(xiàn)三種直線生成算法，驗(yàn)證算法的正確性；二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)（2學(xué)時）1 理解三種直線生成算法思想，寫出實(shí)現(xiàn)程序；2 將10個像素作為步距單位，直線算法的示

31、例。三、基本知識和實(shí)驗(yàn)步驟任務(wù)一：實(shí)現(xiàn)三種畫線程序DDA算法分析假設(shè) 直線的起點(diǎn)坐標(biāo)為P1 (x1,y1)，終點(diǎn)坐標(biāo)為P2 (x2,y2)， x方向的增量為 xx2x1 ；y方向上增量為 yy2y1，直線的斜率為 kyx當(dāng) xy 時，讓 x 從 x1 到 x2 變化，每步遞增 1，那么，x 的變化可以表示為 xi+1xi1，y 的變化可以表示為 yi+1yik用上式可求得圖中直線 P1P2 和 y 向網(wǎng)格線的交點(diǎn)，但顯示時要用舍入找到最靠近交點(diǎn)處的象素點(diǎn)耒表示。當(dāng) x<y 時，讓 y 遞增 1，x作相應(yīng)變化。綜合考慮，按照從(x1, y1)到(x2, y2)方向不同，分8個象限。對于方向

32、在第1a象限內(nèi)的直線而言，取增量值Dx=1，Dy=m。對于方向在第1b象限內(nèi)的直線而言，取增量值Dy=1，Dx=1/m。直線Bresenham算法分析 設(shè)直線從起點(diǎn)(x1, y1)到終點(diǎn)(x2, y2)。直線可表示為：方程y=mx+b，其中b=y1-m*x1，m=（y2-y1/(x2-x1)=dy/dx；此處的討論先將直線方向限于1a象限，在這種情況下，當(dāng)直線光柵化時，x每次都增加1個單元，即xi+1 = xi + 1而y的相應(yīng)增加值應(yīng)當(dāng)小于1。為了光柵化，yi+1只可能選擇右圖中兩種位置之一。yi+1的位置選擇yi+1 =yi或者yi+1=yi+1，選擇的原則是看精確值y與yi及yi+1的距

33、離d1及d2的大小而定。計(jì)算公式為y = m(xi + 1) + b (1)d1 = y - yi (2)d2 = yi +1 - y (3)如果d1-d2>0，則yi+1=yi+1，否則yi+1=yi。將式(1)、(2)、(3)代入d1-d2，再用dx乘等式兩邊，并以Pi=(d1-d2) dx代入上述等式，得Pi = 2xidy-2yidx+2dy+(2b-1) dx （4）其中，d1-d2是用以判斷符號的誤差。由于在1a象限，dx總大于0，所以Pi仍舊可以用作判斷符號的誤差。將（4）式中的i用i+1替換，于是Pi+1為Pi+1 = Pi+2dy-2(yi+1-yi) dx求誤差的初值

34、P1，可將x1、y1和b代入式(4)中的xi、yi而得到 P1 = 2dy-dx 綜述上面的推導(dǎo)，第1a象限內(nèi)的直線Bresenham算法思想如下： 畫點(diǎn)(x1, y1)，dx=x2-x1，dy=y2-y1，計(jì)算誤差初值P1=2dy- dx，i=1； 求直線的下一點(diǎn)位置 xi+1 = xi + 1 如果Pi>0，則yi+1=yi+1，否則yi+1=yi； 畫點(diǎn)(xi+1, yi+1)； 求下一個誤差Pi+1，如果Pi>0，則Pi+1=Pi+2dy-2dx，否則 Pi+1=Pi+2dy； i=i+1；如果i<dx+1則轉(zhuǎn)步驟2；否則結(jié)束操作。實(shí)驗(yàn)步驟：1 建立一個DDALine

35、的工程文件；2 添加ddaline()成員函數(shù)方法：在工作區(qū)中選擇CLASSVIEW類窗口，右擊CDDAlineView類，選擇“add member function”，定義如下的成員函數(shù)：void ddaline(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,COLORREF color);3 編寫自定義的成員函數(shù)ddaline()程序 void CDDALineView:ddaline(CDC *pDC, int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color) int i; float length,x,y,dx,dy;

36、 length=abs(x1-x0); if (abs(y1-y0)>length) length=float(abs(y1-y0); dx=(float(x1-x0)/length; dy=(float(y1-y0)/length; x=x0+0.5;y=y0+0.5; for (i=1;i<=int(length);i+) pDC->SetPixel(int)x,(int)y,color); x=x+dx;y=y+dy; 4編寫OnDraw()函數(shù)void CDDALineView:OnDraw(CDC* pDC)CDDALineDoc* pDoc = GetDocume

37、nt();ASSERT_VALID(pDoc);/ TODO: add draw code for native data here ddaline(pDC,100,100,200,50,RGB(255,0,0);/1a ddaline(pDC,100,100,150,0,RGB(255,0,0);/1bddaline(pDC,100,100,50,0,RGB(255,0,0);/2bddaline(pDC,100,100,0,50,RGB(255,0,0);/2addaline(pDC,100,100,0,150,RGB(255,0,0);/3addaline(pDC,100,100,50,

38、200,RGB(255,0,0);/3b ddaline(pDC,100,100,150,200,RGB(255,0,0);/4bddaline(pDC,100,100,200,150,RGB(255,0,0);/4a5編譯、調(diào)試和運(yùn)行程序，查看程序結(jié)果。任務(wù)二：放大10倍后，算法演示程序 先畫出（100，100）到（600，400）大小為10的網(wǎng)格，然后從（100，100）以10為單位，計(jì)算出直線上各個像素位置。步驟：1 建立DDA2Line工程；2 在OnDraw()函數(shù)中畫出網(wǎng)格，并調(diào)用DDA2Line()函數(shù) void CDDA2LineView:OnDraw(CDC* pDC)CDD

39、A2LineDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);/ TODO: add draw code for native data here/畫網(wǎng)格int gi,gj;/畫橫線pDC->TextOut(70,70,"(100,100)");pDC->MoveTo(100,100);for(gj=100;gj<=400;gj=gj+10) pDC->MoveTo(100,gj);pDC->LineTo(600,gj);/畫豎線 pDC->MoveTo(100,100);for (gi=100;g

40、i<=600;gi=gi+10) pDC->MoveTo(gi,100);pDC->LineTo(gi,400); pDC->TextOut(590,410,"(600,400)");/畫出像素點(diǎn)DDA2Line(pDC,100,100,600,400,RGB(255,0,0);3添加DDA2Line()成員函數(shù)方法：在工作區(qū)中選擇CLASSVIEW類窗口，右擊CDDAlineView類，選擇“add member function”，定義如下的成員函數(shù)：void DDA2Line(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int

41、y1,COLORREF color);4.編寫DDA2Line()函數(shù) void CDDA2LineView:DDA2line(CDC *pDC, int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color) /畫網(wǎng)格int gi,gj;/畫橫線pDC->TextOut(70,70,"(100,100)");pDC->MoveTo(100,100);for(gj=100;gj<=400;gj=gj+10) pDC->MoveTo(100,gj);pDC->LineTo(600,gj);/畫豎線 pDC->

42、MoveTo(100,100);for (gi=100;gi<=600;gi=gi+10) pDC->MoveTo(gi,100);pDC->LineTo(gi,400); pDC->TextOut(590,410,"(600,400)");/畫出像素點(diǎn)DDA2Line(pDC,100,100,600,400,RGB(255,0,0);5.調(diào)試、運(yùn)行程序直線Bresenham算法實(shí)驗(yàn)步驟：1、建立一個BresenhamLine的工程文件；2、添加BresenhamLine()成員函數(shù)方法：在工作區(qū)中選擇CLASSVIEW類窗口，右擊CDDAlineView類，選擇“add member function”，定義如下的成員函數(shù)：void BresenhamLine(CDC *pDC, int x1, int y1, int x2, int y2, COLORREF color);3、編寫自定義的成員函數(shù)BresenhamLine()程序 void CBresenhamLineView:BresenhamLine(CDC *pDC, int x1, int y1, int x2, int y2, COLORREF color) int