图形学实验报告画直线圆剪裁Word下载.docx

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点到直线的距离：

distance=|a*x0-b*y0+c|/sqrt（a*a+b*b）

设directionX,directionY分别为从（x1,y1）==>

（x2,y2）的单位变化量（+/-1）

当直线偏向X轴时，当前象素为（xk，yk），下一个象素可能为：

（xk+directionX,yk）或者（xk+directionX,yk+directionY）这两点到直线的距离分别为：

d1=|a*xk+b*yk+c+a*directionX|/sqrt（a*a+b*b）;

d2=|a*xk+b*yk+c+a*directionX+b*directonY|/sqrt（a*a+b*b）;

便于运算，定义:

f（xk,yk）=d2*d2-d1*d1（将d1和d2的分母去掉了的）

=b*b+*b*directonY*（a*xk+b*yk+c+a*directionX）;

当f（xk,yk）<

0的时候，下一个点为（xk+directionX,yk+directionY）:

f（xk+directionX,yk+directionY）=f（xk,yk）+2*b*b+2*a*b*directionX*directionY;

当f（xk,yk）>

=0的时候，下一个点为（xk+directionX,yk）:

f（xk+directionX,yk）=f（xk,yk）+2*a*b*directionX*directionY;

当直线偏向Y轴时，当前象素为（xk，yk），下一个象素可能为：

（xk,yk+directionY）或者（xk+directionX,yk+directionY）这两点到直线的距离分别为：

d1=|a*xk+b*yk+c+b*directionY|/sqrt（a*a+b*b）;

d2=|a*xk+b*yk+c+b*directionY+a*directonX|/sqrt（a*a+b*b）;

=a*a+*a*directonX*（a*xk+b*yk+c+b*directionY）;

f（xk+directionX,yk+directionY）=f（xk,yk）+2*a*a+2*a*b*directionX*directionY;

1.3截图

2．中点画圆

2.1基本原理:

对于圆上的点，F（x,y）=0；

对于圆外的点，F（x,y）>

0；

而对于圆内的点，F（x,y）<

0。

假设M是P1和P2的中点，即M=（xp+1,yp-0.5）。

那么，当F（M）<

0时，M在圆内，这说明P1距离圆弧更近，应取P1作为下一像素。

而当F（M）＞0时，P2离圆弧更近，应取P2。

当F（M）=0时，在P1与P2之中随便取一个即可，我们约定取P2。

与中点画线法一样，构造判别式

d=F（M）=F（xp+1,yp-0.5）

=（xp+1）2+（yp-0.5）2-R2

若d＜0，则应取P1为下一像素，而且再下一个像素的判别式为

d=F（xp+2,yp-0.5）=（xp+2）2+（yp-0.5）2-R2=d+2xp+3

所以，沿正右方向，d的增量为2xp+3。

而若d≥0，则P2是下一像素，而且下一像素的判别式为

d'

=F（xp+2,yp–1.5）=（xp+2）2+（yp–1.5）2–R2=d+（2xp+3）+（–2yp+2）

所以，沿右下方向，判别式d的增量为2（xp–yp）+5。

由于我们这里讨论的是按顺时针方向生成第二个8分圆，因此，第一像素是（0,R），判别量d的初始值为：

d0=F（l,R–0.5）=1+（R–0.5）2–R2=1.25–R

设则判别量的初值为

递推公式中其他与d有管的狮子可以直接换成

所以

　圆心位于原点的圆有四条对称轴x=0、y=0、x=y和x=－y。

从而若已知圆弧上一点P（x，y），就可以得到其关于四条对称轴的七个对称点，这种性质称为八分对称性。

因此只要能画出八分之一的圆弧，就可以利用对称性的原理得到整个圆弧。

2.2截图

3．直线剪裁

3.1基本原理:

裁剪窗口：

矩形区域

若线段两端点均落在窗口内：

线段可见；

.若线段两端点分别落在窗口的内外两侧：

计算线段与窗口边界的交点（1个），确定可见部分线段；

.若线段两端点均落在窗口外：

计算线段与窗口交点（0个或2个），若无交点，则线段不可见，否则线段部分可见。

分别记线段端点P1，P2的编码为code1，code2，当P1，P2均在窗口内：

code1=0000且code2=0000；

P1，P2在同一边框线外：

code1[i]=code2[i]=1，i=1,2,3,4；

即code1&

code2!

=0000，

其它code1&

code2=0000；

code1!

=0000或code2!

=0000

利用中点分割法并采用迭代方法找到距端点最近的可见点进行剪裁

3.2流程图

3.3截图

附录 

:

代码：

MAINFRAME

importjava.awt.*;

importjavax.swing.*;

importjava.awt.event.*;

importjavax.swing.event.*;

importjavax.swing.border.*;

publicclassMainFrameextendsJFrame{

MainFrame（）{

Containerc=getContentPane（）;

drawPanel=newPanelEX（this,730,540）;

mainPanel=newJPanel（）;

mainPanel.setLayout（newGridBagLayout（））;

ctrlPanel=newJPanel（）;

ctrlPanel.setLayout（newBoxLayout（ctrlPanel,BoxLayout.Y_AXIS））;

initButtonPanel（）;

ctrlPanel.add（buttonPanel）;

gridBagConstraints=newGridBagConstraints（）;

mainPanel.add（ctrlPanel,gridBagConstraints）;

gridBagConstraints.insets=newInsets（5,5,15,5）;

add（mainPanel,BorderLayout.WEST）;

add（drawPanel,BorderLayout.CENTER）;

setDefaultCloseOperation（WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE）;

setTitle（"

画线圆剪裁——ZXJ"

）;

setSize（885,572）;

show（）;

}

voidinitButtonPanel（）{

buttonPanel=newJPanel（）;

JPanelt=newJPanel（newGridLayout（6,1,6,6））;

ButtonGroupbg=newButtonGroup（）;

line=newJToggleButton（）;

line.setFont（newFont（"

Dialog"

0,30））;

line.setSelected（true）;

line.setText（"

画线"

line.addActionListener（newActionListener（）{

publicvoidactionPerformed（ActionEvente）{

drawPanel.setOperate（PanelEX.DrawLine）;

}

}）;

bg.add（line）;

t.add（line）;

clip=newJToggleButton（）;

clip.setFont（newFont（"

clip.setText（"

裁剪"

clip.addActionListener（newActionListener（）{

drawPanel.setOperate（PanelEX.SegmentClip）;

bg.add（clip）;

t.add（clip）;

circle=newJToggleButton（）;

circle.setFont（newFont（"

circle.setText（"

画圆"

circle.addActionListener（newActionListener（）{

drawPanel.setOperate（PanelEX.drawcircle）;

bg.add（circle）;

t.add（circle）;

clear=newJButton（）;

clear.setFont（newFont（"

clear.setText（"

清屏"

clear.addActionListener（newActionListener（）{

drawPanel.clear（）;

t.add（clear）;

buttonPanel.add（t）;

publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

try{

UIManager.setLookAndFeel（UIManager.getSystemLookAndFeelClassName（））;

}catch（Exceptione）{

e.printStackTrace（）;

}

newMainFrame（）;

JPanelmainPanel;

JPanelctrlPanel;

JPanelbuttonPanel;

JToggleButtonline;

JToggleButtoncircle;

JToggleButtonclip;

JButtonclear;

GridBagConstraintsgridBagConstraints;

PanelEXdrawPanel;

}

PANELEX 

importjava.awt.image.*;

importjava.awt.event.*;

importjavax.swing.event.*;

importjava.math.*;

publicclassPanelEXextendsJPanelimplementsMouseMotionListener,MouseListener{

PanelEX（MainFramemf,intwidth,intheight）//绘制画图面板

{

this.mf=mf;

xmin=ymin=0;

xmax=width;

ymax=height;

resetSize（width,height）;

circle=newCircleOP（this）;

clip=newClipOP（this）;

clip.setClipRect（0,0,width,height）;

line=newLineOP（this,clip）;

addMouseListener（this）;

addMouseMotionListener（this）;

publicvoidmousePressed（MouseEvente）//鼠标压下获取当前位置

if（e.getButton（）==MouseEvent.BUTTON1）

{xstart=xcurrent=e.getX（）;

ystart=ycurrent=e.getY（）;

publicvoidmouseDragged（MouseEvente）//鼠表拖动，根据不同情况有不同处理方式

switch（currentOperate）{

caseDrawLine:

//画线鼠标拖动过程中获取坐标并且将拖动过程显示

line.pushBack（xstart,ystart,xcurrent,ycurrent）;

xcurrent=e.getX（）;

ycurrent=e.getY（）;

line.pushForward（xstart,ystart,xcurrent,ycurrent）;

break;

casedrawcircle:

//画圆鼠标拖动过程中获取坐标计算半径并且将拖动过程显示

intradix=（int）Math.sqrt（（xstart-xcurrent）*（xstart-xcurrent）+（ystart-ycurrent）*（ystart-ycurrent））;

circle.pushBack（xstart,ystart,radix）;

radix=（int）Math.sqrt（（xstart-xcurrent）*（xstart-xcurrent）+（ystart-ycurrent）*（ystart-ycurrent））;

circle.pushForward（xstart,ystart,radix）;

caseSegmentClip:

//剪裁由于剪裁的为直线，所以类似直线

clip.pushBack（xstart,ystart,xcurrent,ycurrent）;

clip.pushForward（xstart,ystart,xcurrent,ycurrent）;

publicvoidmouseReleased（MouseEvente）//松开鼠标

if（e.getButton（）!

=MouseEvent.BUTTON1）{return;

if（currentOperate==DrawLine）//根据中点画线方法画线

line.MidPoint（xstart,ystart,e.getX（）,e.getY（））;

if（currentOperate==drawcircle）//根据中点画圆方法画圆

intradix=（int）Math.sqrt（（xcurrent-xstart）*（xcurrent-xstart）+（ycurrent-ystart）*（ycurrent-ystart））;

radix=（int）Math.sqrt（（e.getX（）-xstart）*（e.getX（）-xstart）+（e.getY（）-ystart）*（e.getY（）-ystart））;

circle.MidPoint（xstart,ystart,radix）;

if（currentOperate==SegmentClip）//剪裁

if（xstart>

e.getX（））//获取xmin,xmax,ymin,ymax绘制剪裁矩形

{xmin=e.getX（）;

xmax=xstart;

}

else

{xmin=xstart;

xmax=e.getX（）;

if（ystart>

e.getY（））

{ymin=e.getY（）;

ymax=ystart;

{ymin=ystart;

ymax=e.getY（）;

if（xmin<

0）{xmin=0;

if（xmax>

width）{xmax=width;

if（ymin<

0）{ymin=0;

if（ymax>

height）{ymax=height;

clip.drawRectBoth（xmin,ymin,xmax,ymax）;

clip.setClipRect（xmin,ymin,xmax,ymax）;

publicvoidmouseMoved（MouseEvente）{}

voidresetSize（intwidth,intheight）{//绘图面板

if（this.width==width&

&

this.height==height）{

return;

this.width=width;

this.height=height;

bi=newBufferedImage（width,height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB）;

g2=（Graphics2D）bi.getGraphics（）;

g2.setColor（Color.white）;

g2.fillRect（0,0,width,height）;

g2.dispose（）;

setSize（width,height）;

publicvoidclear（）//清屏

g2.dispose（）;

paint（getGraphics（））;

publicvoidpaint（Graphicsg）{g.drawImage（bi,0,0,width,height,this）;

publicvoidupdate（Graphicsg）{paint（g）;

publicvoidstop（）{}

publicvoidsetOperate（intop）

{currentOperate=op;

needConnectPoint=false;

publicvoidmouseClicked（MouseEvente）{}

publicvoidmouseEntered（MouseEvente）{}

publicvoidmouseExited（MouseEvente）{}

MainFramemf;

BufferedImagebi;

LineOPline;

ClipOPclip;

CircleOPcircle;

Graphics2Dg2;

intxstart;

intystart;

intxcurrent;

intycurrent;

intxend;

intyend;

privateintxmin;

privateintymin;

privateintxmax;

privateintymax;

intwidth=0;

intheight=0;

intcurrentOperate=DrawLine;

Colorcolor;

booleanneedConnectPoint=false;

publicstaticfinalintDrawLine=1;