1、计算机图形学实验二计算机图形学实验二计算机图形学实验指导书 信息科学技术学院二一三年十一月计算机图形学实验报告实验名称 直线、圆弧及曲线的生成算法 评分 实验日期 2013 年 11 月 6 日 指导教师 姓名 专业班级 11地信 学号 2011083027 一、实验目的1、几种直线生成算法的比较，特别掌握用Bresenham直线生成算法。2、掌握用像素点法直接生成其它曲线的方法。二、实验要求1、用不同的生成算法在屏幕上绘制出直线的图形，对不同的算法可设置不同的线形或颜色表示区别。2、用Bresenham生成算法在屏幕上绘制出圆弧的图形，用动画的方式表演图形的生成。三、关键算法及实现原理1、有
2、关直线生成算法有：DDA（数值微分）直线算法、逐点比较法、直线Bresenham生成算法。 直线Bresenham生成算法思想如下（第一象限，且斜率k0，则yi+1=yi+1，否则 yi+1=yi;3) 画点（xi+1，yi+1）；4) 求下一个误差Pi+1点，如果Pi0，则Pi+1=Pi+2dy-2dx，否则 Pi+1=Pi+2dy;5) i=i+1，如果i1的情况，可交换变量x和y，y每次长1个单位。对Pi进行判断，xi+1=xi或xi+1=xi+1。2、有关圆弧生成算法有：逐点比较法、DDA（数值微分）直线算法、圆的Bresenham生成算法。圆的生成算法一般将圆划分为8等份，只需计算(
3、900,450)的八分之一圆弧,其它用对称法求得(参见图2-1 b)。Bresenham生成算法思想如下（第一象限，且斜率k1的情况）：1） 计算误差初值P1=3-2r，i=1,画点（0，r）；2） 求下一个光栅点位置 xi+1=xi+1 如果Pi0，则yi+1=yi，否则 yi+1=yi-1;3） 画点（xi+1，yi+1）； 4） 求下一个误差Pi+1点，如果Pi0，则Pi+1=Pi+2xi+6，否则 Pi+1=Pi+4(xi-yi)+10;5) i=i+1，如果x=y则结束操作，否则转步骤2。圆Bresenham算法的算式简单，只需做加减法和乘4运算3对屏幕布局的考虑适当选取坐标，将屏幕
4、分成几个区域性，在每个区域内实现一种算法，生成一个图形。也可用delay实现延时实现动画。四、程序调试中的问题改到安装目录下五、程序运行结果或数据六、实验收获及体会直线的生成是图形学中最基本，也是最常见的图形生成，其原理与实现方法直接关系到其他复杂图形生成的效率，而且存在许多需要解决的问题。 椭圆是二次曲线中最简单的，算法的巧妙之处是通过增量的方法判断误差相的符号，通过整数、比较等方法大大提高了计算机的实现效率。七、参考源程序(可附页)数值微分法生成斜率小于的直线#include #include #define ROUND(a) (int)(a+0.5)#define OX 320#defi
5、ne OY 240void lineDDA (int xa, int ya, int xb, int yb, int color);void setpixel (int x, int y, int color);main()int gdrive=DETECT, gmode=0;initgraph(&gdrive, &gmode, C:TC);setbkcolor(BLACK);line (0, OY, 2*OX, OY);line (OX, 0, OX, 2*OY);lineDDA (10, 100, 0, 0, RED);getch ();closegraph();return 0;void
6、 lineDDA (int xa, int ya, int xb, int yb, int color)int dx = xb - xa;int dy = yb - ya;int steps, i;float xIncrement, yIncrement;float x=xa;float y=ya;if(abs(dx) abs(dy)steps = abs(dx);elsesteps = abs(dy);xIncrement = dx/(float)steps;yIncrement = dy/(float)steps;putpixel (ROUND(x), ROUND(y), color);f
7、or (i=0; isteps; i+)x += xIncrement;y += yIncrement;setpixel (ROUND(x), ROUND(y), color);return;void setpixel (int x, int y, int color)putpixel (OX+x, OY-y, color);return;椭圆#include #include #include #include #include #define RADIAN(angle) 3.14159*angle/180int direction;void rotate(int x0,int y0,int
8、 *x,int *y,double angle)double r=sqrt(*y-y0)*(*y-y0)+(*x-x0)*(*x-x0),a0=atan2(*x-x0,*y-y0);if(direction)*x=x0+r*cos(a0+angle);*y=y0+r*sin(a0+angle);else*x=x0+r*cos(a0-angle);*y=y0+r*sin(a0-angle);void myellipse(int x0,int y0,int a,int b,int angle0)int x,y;double r=0.0,end=RADIAN(360),angle=RADIAN(an
9、gle0);x=x0+a;y=y0;rotate(x0,y0,&x,&y,angle);moveto(x,y);for(r=0.0;r=end;r+=0.01)x=x0+a*cos(r);y=y0+b*sin(r);rotate(x0,y0,&x,&y,angle);lineto(x,y);main()int gdriver=DETECT,gmode,angle=0;int ch,x0,y0,a,b; char c;FILE *fp;printf(if you want input,please press I or i,if you want to call saved file,press
10、 anykeyn);scanf(%c,&c);if(c=i|c=I)printf(input x0,y0,a,b,direction:n);scanf(%d%d%d%d%d,&x0,&y0,&a,&b,&direction);if(fp=fopen(e:ellipse.txt,w)=NULL)printf(cannot open the file! n);exit(0);fprintf(fp,%d %d %d %d %d,x0,y0,a,b,direction);fclose(fp);elseif(fp=fopen(e:ellipse.txt,r)=NULL)printf(cannot ope
11、n the file! n);exit(0);fscanf(fp,%d%d%d%d%d,&x0,&y0,&a,&b,&direction);fclose(fp);initgraph(&gdriver,&gmode,c:tc);while(ch!=0x1c0d)cleardevice();myellipse(x0,y0,a,b,angle);ch=bioskey(0);angle+=30;closegraph();椭圆#include #include #include #include #include #define RADIAN(angle) 3.14159*angle/180int di
12、rection;void rotate(int x0,int y0,int *x,int *y,double angle)double r=sqrt(*y-y0)*(*y-y0)+(*x-x0)*(*x-x0),a0=atan2(*x-x0,*y-y0);if(direction)*x=x0+r*cos(a0+angle);*y=y0+r*sin(a0+angle);else*x=x0+r*cos(a0-angle);*y=y0+r*sin(a0-angle);void myellipse(int x0,int y0,int a,int b,int angle0)int x,y;double
13、r=0.0,end=RADIAN(360),angle=RADIAN(angle0);x=x0+a;y=y0;rotate(x0,y0,&x,&y,angle);moveto(x,y);for(r=0.0;r=end;r+=0.01)x=x0+a*cos(r);y=y0+b*sin(r);rotate(x0,y0,&x,&y,angle);lineto(x,y);main()int gdriver=DETECT,gmode,angle=0;int ch,x0,y0,a,b; char c;FILE *fp;printf(if you want input,please press I or i
14、,if you want to call saved file,press anykeyn);scanf(%c,&c);if(c=i|c=I)printf(input x0,y0,a,b,direction:n);scanf(%d%d%d%d%d,&x0,&y0,&a,&b,&direction);if(fp=fopen(e:ellipse.txt,w)=NULL)printf(cannot open the file! n);exit(0);fprintf(fp,%d %d %d %d %d,x0,y0,a,b,direction);fclose(fp);elseif(fp=fopen(e:ellipse.txt,r)=NULL)printf(cannot open the file! n);exit(0);fscanf(fp,%d%d%d%d%d,&x0,&y0,&a,&b,&direction);fclose(fp);initgraph(&gdriver,&gmode,c:tc);while(ch!=0x1c0d)cleardevice();myellipse(x0,y0,a,b,angle);ch=bioskey(0);angle+=30;closegraph();
