直线段剪裁实验报告材料.docx
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直线段剪裁实验报告材料
《计算机图形学》实验报告
《实验名称》
直线段裁剪
学号
专业
班级
天津大学计算机科学与技术学院
一、实验目的
熟练掌握Cohen-Sutherland直线裁剪算法,并编程实现
二、实验容
(1)裁剪窗口为矩形窗口,且矩形边和坐标轴平行,长宽自己定。
(2)待裁剪线段端点坐标自己定;裁剪线段涵盖完全可见、不完全可见、完全不可见类型。
(3)要求显示待裁剪线段并用不同颜色标示出裁剪结果。
实现方法:
一般情况下,需要判断一条直线是全部可见,全部不可见,部分裁剪(一段裁剪),全部裁剪(两端裁剪)。
通过把裁剪区域分成许多部分,然后给每一段被裁剪的线段的两端分配一位代码,通过少量if语句和一个case语句就可以判断出具体情况。
伪代码如下:
#defineCLIP_CODE_C0x0000
#defineCLIP_CODE_N0x0008
#defineCLIP_CODE_S0x0004
#defineCLIP_CODE_E0x0002
#defineCLIP_CODE_W0x0001
#defineCLIP_CODE_NE0x000a
#defineCLIP_CODE_SE0x0006
#defineCLIP_CODE_NW0x0009
#defineCLIP_CODE_SW0x0005
实验步骤:
1)生成裁剪窗口,窗口由直线xl=250,xr=850,yb=250,yt=450
2)绘制直线段
3)编写Cohen-Sutherland直线裁剪算法,对直线段进行裁剪
编码定义规则:
第一位C1:
若端点位于窗口之左侧,即X 第二位C2: 若端点位于窗口之右侧,即X>xr,则C2=1,否则C2=0。 第三位C3: 若端点位于窗口之下侧,即Y 第四位C4: 若端点位于窗口之上侧,即Y>yt,则C4=1,否则C4=0。 裁剪步骤: 对所有直线的端点都建立了区域码之后,就可按区域码判断直线在窗口之或窗口之外。 这可分为如下几种情况: ①若一直线的两个端点的区域码均为0000则此直线在窗口边界之,应子保留。 ②若一直线的两个端点的区域码的同一位同时为1,则此直线全部在窗口边界之外,应子裁剪。 例如,若一直线的一个端点的区域码为1001,另一个端点的区域码为0101,则此两端点的区域码的第一位均为1,说明此两端点均在窗口边界之左,因此,直线在窗口边界之外,应予裁剪。 可用将直线两个端点的区域码进行与操作的方法,判断直线是否在窗口之外,若与操作的结果为0000则两端点的区域码任何位均不同时为1此直线不一定被裁剪。 ③以上两种情况之外的直线,有可能穿过窗口,也有可能不穿过窗口, 下图中所示的两条直线都不符合情况②的要求,但一条直线(P1P2)穿过窗口,另一直线(P3P4)不穿过窗口。 对这类直线可以进行如下处理: 取窗口外的一个端点与窗口边界比较以确定可排除直线的哪一部分,然后,把直线剩下的部分与其他边界比较,这样一直到直线全部被排除或确定直线的哪一部分在窗口之为止。 可按“左、右、下、上”的次序建立检查直线端点与窗口边界关系的算法。 图③ 三、实验结果 画线效果一: 画线效果二: 其他效果用户可自行绘制 四、实验分析和总结 掌握了openGL的基本用法,掌握了Cohen-Sutherland直线裁剪算法,并编程实现出来. 五、源代码 voidCCsLineView: : Cohen()//Cohen-Sutherland算法 { BOOLChange; doublex,y; RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]); RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); while(TRUE) { Change=FALSE; if(0==(RC0|RC1)) {//简取之 return; } elseif(0! =(RC0&RC1)) {//简弃之 return; } else { if(0==RC0)//如果P0点在窗口,交换P0和P1,保证p0点在窗口外 { //交换点的坐标值 doubleTPointx,TPointy; TPointx=Pointx[0];TPointy=Pointy[0]; Pointx[0]=Pointx[1];Pointy[0]=Pointy[1]; Pointx[1]=TPointx;Pointy[1]=TPointy; //交换点的编码值 unsignedintTRC; TRC=RC0;RC0=RC1;RC1=TRC; } //按左、右、下、上的顺序裁剪 if(RC0&LEFT)//P0点位于窗口的左侧 { x=wxl;//求交点y y=Pointy[0]+(Pointy[1]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[1]-Pointx[0]); Pointx[0]=x;Pointy[0]=y; Change=TRUE; RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); } if(RC0&RIGHT)//P0点位于窗口的右侧 { x=wxr;//求交点y y=Pointy[0]+(Pointy[1]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[1]-Pointx[0]); Pointx[0]=x;Pointy[0]=y; Change=TRUE; RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); } if(RC0&BOTTOM)//P0点位于窗口的下侧 { y=wyb;//求交点x x=Pointx[0]+(Pointx[1]-Pointx[0])*(y-Pointy[0])/(Pointy[1]-Pointy[0]); Pointx[0]=x;Pointy[0]=y; Change=TRUE; RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); } if(RC0&TOP)//P0点位于窗口的上侧 { y=wyt;//求交点x x=Pointx[0]+(Pointx[1]-Pointx[0])*(y-Pointy[0])/(Pointy[1]-Pointy[0]); Pointx[0]=x;Pointy[0]=y; Change=TRUE; RC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]); } if(FALSE==Change) { return; } } } } voidCCsLineView: : OnDraw(CDC*pDC) { CRectRect; GetClientRect(&Rect);//获得客户区的大小 CBitmapBitmap,*pBitmap; Bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1); CDCMemDC; MemDC.CreateCompatibleDC(GetDC()); pBitmap=MemDC.SelectObject(&Bitmap); MemDC.BitBlt(0,0,Rect.Width(),Rect.Height(),&Picture,0,0,SRCCOPY); MemDC.TextOut((wxl+wxr)/2,wyb-20,"窗口");//窗口标题 //绘制窗口和直线 CPenPen3,*pOldPen3;//定义3个像素宽度的画笔 Pen3.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(0,0,0)); pOldPen3=MemDC.SelectObject(&Pen3); MemDC.MoveTo(wxl,wyt);MemDC.LineTo(wxr,wyt); MemDC.LineTo(wxr,wyb);MemDC.LineTo(wxl,wyb); MemDC.LineTo(wxl,wyt);MemDC.SelectObject(pOldPen3); Pen3.DeleteObject(); CPenPen1,*pOldPen1;//定义1个像素宽度的画笔 Pen1.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(255,0,0)); pOldPen1=MemDC.SelectObject(&Pen1); if(m_i>=1) { MemDC.MoveTo(ROUND(Pointx[0]),ROUND(Pointy[0])); MemDC.LineTo(ROUND(Pointx[1]),ROUND(Pointy[1])); } MemDC.SelectObject(pOldPen1); Pen1.DeleteObject(); CDC*dc=GetDC(); dc->BitBlt(0,0,Rect.Width(),Rect.Height(),&MemDC,0,0,SRCCOPY); MemDC.SelectObject(pBitmap); } voidCCsLineView: : Ondrawline()//屏幕画线函数 { if(FALSE==m_Attatch) { Picture.CreateCompatibleDC(GetDC()); CBitmap*Bitmap,*pBitmap; Bitmap=newCBitmap; Bitmap->LoadBitmap(IDB_BITMAP1); pBitmap=Picture.SelectObject(Bitmap); m_Attatch=TRUE; } m_Draw=TRUE; m_i=0; Invalidate(FALSE); AfxGetMainWnd()->SetWindowText("Cohen-Sutherland直线裁剪算法");//显示标题 MessageBox("请使用鼠标在屏幕上绘制直线,然后点击裁剪按钮进行裁剪","提示",MB_OKCANCEL); } voidCCsLineView: : OnMouseMove(UINTnFlags,CPointpoint)//鼠标移动函数 { //TODO: Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault if(TRUE==m_Draw) { if(m_i<2) { Pointx[m_i]=point.x;Pointy[m_i]=point.y; Invalidate(FALSE); } } CView: : OnMouseMove(nFlags,point); } voidCCsLineView: : OnLButtonDown(UINTnFlags,CPointpoint)//单击鼠标左键函数 { if(TRUE==m_Draw) { if(m_i<2) { Pointx[m_i]=point.x;Pointy[m_i]=point.y; m_i++; } } CView: : OnLButtonDown(nFlags,point); }
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