實驗3實驗報告

實驗3實驗報告格式《計算機圖形學》實驗3實驗報告

信息：張凱班級：信息1103學號：201101010331實驗題目：直線（光柵化）實數型Bresenham算法在用戶坐標系和JavaAWT坐標系下顯示圖像實驗內容：1直線（光柵化）實數型Bresenham算法原理及程序。2直線（光柵化）DDA算法原理及程序。3在用戶坐標系和JavaAWT坐標系下顯示圖像的算法原理及實現。寫程序調用驗證之。參考資料：1課件：光柵圖形生成算法.PPTBresenham算法演示程序已經在MyCanvas包里，DDA算法applet演示程序DDA.java有一個示范程序imageDrawApplet.java基本概念：（詳細敘述自己對實驗內容的理解）光柵化：光柵圖形顯示器可以看作一個像素的矩陣。在光柵顯示器上顯示的每一種圖形，實際上都是具有一種或多種顏色的像素集合。確定最佳逼近圖形的像素集合，并用指定屬性寫像素的過程稱為圖形的掃描轉換或光柵化。直線光柵化：尋找出最逼近直線的一組像數序列，表示該直線，并且填充色彩數據，這個過程就叫做直線的光柵化。DDA算法基本原理：舍入法求解最佳逼近；利用微分思想，即每一個點坐標都可以由前一個坐標變化一個增量得到。Bresenham算法原理：Bresenham直線算法是用來描繪由兩點所決定的直線的算法，它會算出一條線段在n維光柵上最接近的點。這個算法只會用到較為快速的整數加法、減法和位元移位，不會用到除法。各點選擇的原則是看精確值y與yi及yi+1的距離d1及d2的大小而定。算法設計：（詳細敘述自己設計的Bresenham算法以及程序的功能、不同坐標系下圖像顯示的算法）程序功能：用DDA算法畫出直線，在不同的坐標系下顯示圖像。Bresenham算法：用坐標為（xi,yi,r）的象素來表示直線上的點，則第i+1個點只能在C和D中選取。令d1=BC、d2=DB^>+1%Xi+1^>+1%Xi+1dl—d2=(y—y.)-(y.+l—y)=2y—y.-(y.+1)=2y—2y.-1i+1i,ri,ri+1i+1i,ri,ri+1i,r令￡(xi+1)=yi+1-yi,r-0.5=BC—AC=BA=B—A=yi+1-(yi,r+yi,r+l)/2當￡(xi+1)三0時，yi+1,r=yi,r+1，即選D點，即下個點(xi+1,yi+1)對應的象素(xi＋1，yi+1,r)為(xi+1，yi,r+1)當￡(xi+1)<0時，yi+1,r=yi,r，即選C點，即下個點(xi+1，yi+1)對應的象素(xi+1，yi+1,r)為(象素(xi+1，yi+1,r)為(xi+1，yi,r)不同坐標系下圖像顯示的算法：定義自己的坐標系，將用戶坐標系轉換為Javaawt坐標，調用Graphics類的drawImage方法即可。代碼：（給出和實驗內容相關的Java程序和注解，不要輔助代碼，否則扣分）//******線段光柵化的成員變量********protectedImageimage;//Java圖像類的對象protectedMemoryImageSourcemis;//內存圖像數據源protectedintpixelWidth;//圖像點陣的寬度（像素數）protectedintpixelHeight;//圖像點陣的高度（像素數）protectedint[]pixel;//存放圖像點的顏色（行優(yōu)先一維存放）protectedintxoffset;//像素數據窗口內X坐標的偏移protectedintyoffset;//像素數據窗口內Y坐標的偏移}}//直線(光柵化)實數型Bresenham算法publicvoidrasterizeDrawLine(doublex1,doubley1,doublex2,doubley2){doubleleftTopx,leftTopy;〃從用戶坐標到JavaAWT坐標intix1=getX(x1);intiy1=windowHeight-getY(y1);//到窗口下方的像素數intix2=getX(x2);intiy2=windowHeight-getY(y2);//到窗口下方的像素數if(x1<x2){leftTopx=xl;〃左上角的X坐標值設為xl(用戶坐標)xoffset=ixl;〃窗口中的偏移量是JavaAWT坐標}else{leftTopx=x2;〃左上角的X坐標值設為x2(用戶坐標)xoffset=ix2;〃窗口中的偏移量是JavaAWT坐標}if(y1vy2){〃用戶坐標原點在左下,JavaAWT在左上leftTopy=y2;〃左上角的y坐標值設為y2yoffset=iy1;〃窗口中的偏移量是JavaAWT坐標}else{〃用戶坐標原點在左下,JavaAWT在左上leftTopy=y1;〃左上角的y坐標值設為y1(用戶坐標)yoffset=iy2;〃窗口中的偏移量是JavaAWT坐標}intdx=ix2-ix1;〃取得X向的間距intdy=iy2-iy1;〃取得y向的間距intadx=Math.abs(dx);//X向的間距的絕對值intady=Math.abs(dy);//Y向的間距的絕對值pixelWidth=adx+1;//圖像點陣的寬度(像素數)pixelHeight=ady+1;//圖像點陣的高度(像素數)//一維數組存放圖像點的顏色(行優(yōu)先)pixel=newint[pixelWidth*pixelHeight];for(intk=0;k<pixelWidth*pixelHeight;k++)pixel[k]=0x00000000;//預設透明背景，32位0intsx=(dx>0)?1:-1;〃取正負號，1或者-1intsy=(dy>0)?1:-1;intx=ix1;//x從ix1開始循環(huán)inty=iy1;//y從iy1開始循環(huán)if(adx==0){〃說明這是平行于Y軸的直線for(intj=1;j<=ady;j++){myPutPixel(x,y);//調用同類成員函數，設當前定像素顏色y+=sy;//y坐標的改變量為1或者-1個像素elseif(ady==0){//說明這是平行于x軸的直線for(inti=1;i<=adx;i++){myPutPixel(x,y);//調用同類成員函數，設當前定像素顏色i+=sx;//x坐標的改變量為1或者-1個像素}}elseif(adx>ady){//直線走向貼近x軸方向doubled=(double)dy/(double)dx;//直線斜率doublety=(double)y;for(inti=1;i<=adx;i++,x+=sx){//x增加1或者-1個像素myPutPixel(x,y);//調用同類成員函數，設定當前像素顏色ty+=sx*d;//y坐標相應的改變量(像素)if(Math.abs(ty-y)>Math.abs(ty-y-sy))y+=sy;//沿y向前進了一個像素}}else{〃直線走向貼近Y軸方向(adx<=ady)doubled=(double)dx/(double)dy;〃直線斜率doubletx=(double)x;for(intj=1;j<=ady;j++,y+=sy){//y增加1或者-1個像素myPutPixel(x,y);//調用同類成員函數，設當前定像素顏色tx+=sy*d;//y坐標相應的改變量(像素)if(Math.abs(tx-x)>Math.abs(tx-x-sx))x+=sx;//沿x向前進了一個像素}}/**作成內存圖像源**/mis=newMemoryImageSource(pixelWidth,pixelHeight,pixel,0,pixelWidth);//生成內存圖像有五個參數image=createImage(mis);//生成圖像/**調用顯示圖像方法，需要四個參數**/myDrawImage(image,leftTopx,leftTopyt,his);}//結束Bresenham算法//設定當前像素的顏色publicvoidmyPutPixel(inti,intj){intr=getColor().getRed()&0xff;//獲取當前紅色值intg=getColor().getGreen()&0xff;〃綠色值intb=getColor().getBlue()&0xff;//藍色值inta=0xff000000|(r<<16)|(g<<8)|b;//組成像素值為32位二進制數，存放到像素數組的相應位置pixel[(pixelHeight-1-(j-yoffset))*pixelWidth+(i-xoffset)]=a;//其它位置為初始設置的透明色，不覆蓋原來已顯示的像素}//圖像的顯示publicbooleanmyDrawImage(Imageimg,doublex,doubley,ImageObserverobserver){〃從用戶坐標點轉換到JavaAWT坐標intix=getX(x);intiy=getY(y);〃調用AWT的圖像顯示returngraphics.drawImage(img,ix,iy,observer);}//******畫筆移動方法*******protecteddoublelastX=0;//畫筆當前位置X坐標protecteddoublelastY=0;//畫筆當前位置Y坐標//抬筆移動到指定位置publicvoidmoveTo(doublex,doubley){lastX=x;//更新畫筆的當前位置lastY=y;}//落筆移動到指定位置publicvoidlineTo(doublex,doubley){drawLine(lastX,lastY,x,y);//畫直線lastX=x;//更新畫筆的當前位置lastY=y;}}//===定義imageDrawApplet類======publicclassimageDrawAppletextendsApplet{protectedImageimage;//圖像對象protectedURLimageURL;//文件的URL//protectedStringimageFile="飛機.gif":〃文件路徑名protectedStringimageFile="pig.jpg";//文件路徑名protectedMyCanvasm;〃定義MyCanvas的對象publicvoidinit(){//初始化try{〃生成存放圖像數據文件的URLimageURL=newURL(getDocumentBase(),imageFile);}catch(MalformedURLExceptione){};MediaTrackermt=newMediaTracker(this);//剪輯對象image=getImage(imageURL);//獲取圖像mt.addImage(image,1);//將圖像追加到第一個剪輯try{mt.waitForID(1);//等待第一個剪輯就緒}catch(InterruptedExceptione){};m=newMyCanvas(this);//生成MyCanvas的對象}publicvoidpaint(Graphicsg){//繪圖方法/*在用戶坐標系下顯示圖像*///m.myDraw