1、计算机图形学课程设计报告实验报告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
2、算法绘制斜率为0=k=1的直线。 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 dialog
3、cline: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
4、_Text(pDX, IDC_x1, 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); /直线中点Bresenham函数.3、/ Line.cp
5、p /*直线中点Bresenham函数*/void CLineView: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; else d-=k; 4、/LineView.cppvoid
6、CLineView:OnDraw(CDC* pDC) CLineDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here cline 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
7、:IDD, pParent) /AFX_DATA_INIT(Ccricle) 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 Circl
8、ePoint(double,double); /八分法画圆函数 void Mbcircle(double); /圆中点Bresenham函数. 3、/CcircleView.cppvoid CCcircleView:OnDraw(CDC* pDC) CCcircleDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here Ccricle r; r.DoModal(); CCcircleView:Mbcircle(r.m_r);/画圆4、/CcircleView.cpp/*八
9、分法画圆*/void CCcircleView:CirclePoint(double x,double 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),(i
10、nt)(300+x),rgb); dc.SetPixel(int)(300-y),(int)(300+x),rgb); dc.SetPixel(int)(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
11、画圆子函数 if(d0) d+=2*x+3; else d+=2*(x-y)+5; y-; 实验3：椭圆中点Bresenham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:DoDataExchang
12、e(pDX); /AFX_DATA_MAP(Cellipse) DDX_Text(pDX, IDC_EDIT1, m_a); DDX_Text(pDX, IDC_EDIT2, m_b); /AFX_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.c
13、pp/*四分法画椭圆*/void CEllipseView:EllipsePoint(double x,double 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);/*椭圆中点Bresenham函数*/v
14、oid CEllipseView:Mbellipse(double a, double b) double x,y,d1,d2; x=0; y=b; d1=b*b+a*a*(-b+0.25); EllipsePoint(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+; else d2+=a*a*(-2*y+3); y-; EllipsePoint(x,y); 4、/EllipseView.cppvoid CEllipseView:OnDraw(CDC* pDC) C
15、EllipseDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here Cellipse el; el.DoModal();/初始化 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。
16、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 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
17、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/k AET *next;/AET.cppAET:AET()AET:AET()2、 /Bucket.h#includ
18、e AET.hclass Bucket public: Bucket(); virtual Bucket(); int ScanLine; AET *p;/桶上的边表指针 Bucket *next;/ Bucket.cppBucket:Bucket()Bucket: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yMin CurrentB=CurrentB-next;/移到下一个桶结点 Ei.x=Poi
19、nti.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/k Ei.next=NULL; CurrentE=CurrentB-p;/获得桶上连接边表的地址 if(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 else while(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
20、点 CurrentE-next=&Ei;/把当前边接上去 if(Pointj.yScanline!=Pointj.y)/在桶内寻找该边的yMin CurrentB=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=double(Pointi.x-Pointj.x)/(Pointi.y-Pointj.y);/代表1/k Ei.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 Current
21、B-p=CurrentE;/第一个边表直接连接到对应的桶中 else while(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=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TempEdge T1=NewEdge; HeadE=T1; else while(T1-next!=
22、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 else if(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!=NUL
23、L)/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); COLORREF rgb=RGB(0,0,255); HeadE=NULL; for(CurrentB=HeadB;CurrentB!=NULL;CurrentB=CurrentB-next)/访问所有桶结点 for(Cur
24、rentE=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(TempEdge);/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
25、-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; T1=T2-next; else T2=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
