计算机图形学直线圆二维变换.docx

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计算机图形学直线圆二维变换

实验一、直线的生成

实验目的：

1、掌握DDA直线画法、中点画线法和Bresenham画线法

2、掌握VC++简单程序设计方法

实验容：

根据提供的程序框架，修改部分代码，完成画一条直线的功能（中点画线法或者Bresenham画线法任选一），只要现在第一象限的直线。

实验步骤和方法：

首先启动VisualC++6.0（注意，其它版本程序无确编译），文件（file）→打开工作空间（openworkspace）。

打开实验12用基本图形生成\基本图形生成.dsw。

在fileview窗口，sourcefile下，双击直线生成view.cpp，或者classview窗口下，cmyview类下相应的函数，按注释改写下列函数：

voidCMyView:

:

OnDdaline（）（此为DDA生成直线）

voidCMyView:

:

OnBresenhamline（）（此为Bresenham画直线）

voidCMYView:

:

OnMidPointLine（）（此为中点画线法）

程序代码说明：

1、直线的两个端点，由对话框输入，给定程序已经完成输入代码。

2、SetPixel的用法：

COLORREFSetPixel（intx,inty,COLORREFcrColor）;//x,y为坐标点。

COLORREFSetPixel（POINTpoint,COLORREFcrColor）;//point为坐标点。

3、本实验事先提供DDA话直线的函数示（红色部分是重点，其它部分可以不看）中点画直线函数和BresenHam画直线函数由同学们参照dda直线的示例函数自己完成。

//以下为DDA画直线的源程序

floatx,y,dx,dy,k;

dx=（float）（xb-xa）;

dy=（float）（yb-ya）;

k=dy/dx;

x=xa;

y=ya;

if（abs（k）<1）

{

for（x=xa;x<=xb;x++）

{

pdc->SetPixel（x,int（y+0.5）,COLOR）;

y=y+k;

}

}

if（abs（k）>=1）

{

for（y=ya;y<=yb;y++）

{

pdc->SetPixel（int（x+0.5）,y,COLOR）;

x=x+1/k;

}

}

//DDA画直线结束

//以下为中点画直线的源程序

floata,b,d1,d2,d,x,y;

a=ya-yb,b=xb-xa,d=2*a+b;

d1=2*a,d2=2*（a+b）;

x=xa,y=ya;

pdc->SetPixel（x,y,COLOR）;

while（x

{if（d<0）

{x++,y++,d+=d2;}

else{x++,d+=d1;}

pdc->SetPixel（x,y,COLOR）;

}

//中点画直线结束

//以下为Bresenham画直线的源程序

inti,s1,s2,interchange;

floatf,x,y,deltax,deltay,temp;

x=xa;

y=ya;

deltax=abs（xb-xa）;

deltay=abs（yb-ya）;

if（xb-xa>=0）

s1=1;elses1=-1;

if（yb-ya>=0）

s2=1;elses2=-1;

if（deltay>deltax）

{temp=deltax;

deltax=deltay;

deltay=temp;

interchange=1;

}

elseinterchange=0;

f=2*deltay-deltax;

pdc->SetPixel（x,y,COLOR）;

for（i=1;i<=deltax;i++）

{if（f>=0）{

if（interchange==1）x+=s1;

elsey+=s2;

pdc->SetPixel（x,y,COLOR）;

f=f-2*deltax;

}

else{

if（interchange==1）y+=s2;

elsex+=s1;

f=f+2*deltay;

}

}

}

//Bresenham画直线结束

实验二、圆的生成（中点和Bresenham法）

实验目的：

1、掌握bresenham画圆的算法。

2、掌握VC++简单程序设计方法

实验容：

根据提供的程序框架，修改部分代码，用Bresenham和中点画圆法画一段圆弧或者画圆。

实验步骤和方法：

同实验一，修改下列函数：

voidCMyView:

:

OnBresenhamCircle（）

voidCMyView:

:

OnMidpointCircle（）

程序代码说明：

1、圆的圆心为原点，半径为给定参数，由函数编写时给定，不要求人机交换。

//以下请同学们自己编写画圆函数

intx,y;

intc=0;

floatd;

x=0;y=radius;d=1.25-radius;

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0-x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0-x）,c）;

while（x<=y）

{if（d<0）d+=2*x+3;

else{d+=2*（x-y）+5;y--;}

x++;

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0-x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0-x）,c）;

}

//中点画圆结束

//以下请同学们自己编写画圆函数

intc=0;

intx=0,y=radius,p=3-2*radius;

while（x

{

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0-x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0-x）,c）;

if（p<0）

p=p+4*x+6;

else

{

p=p+4*（x-y）+10;

y-=1;

}

x+=1;

}

if（x==y）

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0+y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-x）,（y0-y）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0+x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0+y）,（y0-x）,c）;

pdc->SetPixel（（x0-y）,（y0-x）,c）;

}

//BresenHam画圆结束

实验三、二维图形的平移

实验目的：

1、验证二维图形的几何变换矩阵

2、掌握VC++简单程序设计

实验容：

以一条直线段为例，完成目标的平移（缩放等其它变换选做）

软件的结果：

点击平移，首先会弹出一个对话框要求输入直线的起点和中点，以及平移的数值，确定后，原直线和平移后的直线同时显示。

实验步骤和方法：

1、打开实验34用/二维变换.dsw

2、改写二维变换view.cpp里的voidCMyView:

:

OnMove（）函数（需要改写的地方已经做了说明）。

3、生成直线的函数采用VC里的函数。

4、函数的主要任务是计算出平移后的坐标。

程序代码说明：

绘制一条直线需要两个函数。

pdc->MoveTo（intx,inty）;将当前点移动至（x,y）坐标

pdc->LineTo（intx,inty）;从当前点绘制一条直线至（x，y）坐标，并将当前点移动至（x，y）。

比如，要绘制一条直线，起点（x0,y0），终点（x1,y1）:

pdc->MoveTo（x0,y0）;

pdc->LineTo（x1,y1）;

//此处请同学们自己编写，计算出直线两个端点xa1,ya1,xb1,yb1，直线的平移。

xa1=xa+dx;

ya1=ya+dy;

xb1=xb+dx;

yb1=yb+dy;

实验四、二维图形的旋转

实验目的：

1、验证二维图形的几何变换矩阵

2、掌握VC++简单程序设计

实验容：

以一个三角形为例，完成二维图形绕任一点旋转。

软件的结果：

点击平移，首先会弹出一个对话框要求输入三角形的三个顶点，以及要绕着旋转的点和旋转角度，确定后，原图形和变换后的图形同时显示。

实验步骤和方法：

1、打开二维变换.dsw

2、改写二维变换view.cpp里的voidCMyView:

:

OnRotate（）函数（需要改写的地方我已经做了说明）。

3、生成直线的函数采用VC里的函数。

4、函数的主要任务是计算出变换后的坐标。

程序代码说明：

绘制一条直线需要两个函数。

pdc->MoveTo（intx,inty）;将当前点移动至（x,y）坐标

pdc->LineTo（intx,inty）;从当前点绘制一条直线至（x，y）坐标，并将当前点移动至（x，y）。

比如，要绘制一条直线，起点（x0,y0），终点（x1,y1）:

pdc->MoveTo（x0,y0）;

pdc->LineTo（x1,y1）;

//此处请同学们自己编写，计算出变换后的三角形的三个端点xa1,ya1,xb1,yb1,xc1,yc1，三角形的旋转。

xa1=（xa-x）*cos（angle）-（ya-y）*sin（angle）+x;

ya1=（xa-x）*sin（angle）+（ya-y）*cos（angle）+y;

xb1=（xb-x）*cos（angle）-（yb-y）*sin（angle）+x;

yb1=（xb-x）*sin（angle）+（yb-y）*cos（angle）+y;

xc1=（xc-x）*cos（angle）-（yc-y）*sin（angle）+x;

yc1=（xc-x）*sin（angle）+（yc-y）*cos（angle）+y;

实验五、Bezier曲线的生成

实验目的：

1、掌握曲线的参数化表示方法

2、掌握Bezier曲线的生成算法

实验容：

给定四个或者四个以上的控制点，生成Bezier曲线。

生成算法不限。

给定的控制点可以直接在程序里给定，控制多边形和Bezier曲线同时显示。

实验步骤和方法：

1、打开实验5用Bezier曲线/Bezier.dsw

2、改写bezierview.cpp里的voidCBezierView:

:

OnBezier（）函数（需要改写的地方我已经做了说明）。

3、生成直线的函数采用VC里的函数。

。

4、实验过程：

将t从0~1按顺序分成若干点，计算每一个点的坐标并按顺序连接