計(jì)算機(jī)圖形學(xué)直線的生成算法的實(shí)現(xiàn)

1、實(shí)驗(yàn)二 直線的生成算法的實(shí)現(xiàn)班級(jí) 08信計(jì)2班 學(xué)號(hào) 59 姓名 分?jǐn)?shù) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?.理解直線生成的基本原理。2.掌握幾種常用的直線生成算法。3.利用Visual C+實(shí)現(xiàn)直線生成的DDA算法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.了解直線的生成原理，尤其是Bresenham畫線法原理。2.掌握幾種基本的直線生成算法：DDA畫線法、Bresenham畫線法、中點(diǎn)畫線法。3.利用Visual C+實(shí)現(xiàn)直線生成的DDA算法，在屏幕上任意生成一條直線。三、實(shí)驗(yàn)步驟1.直線的生成原理：（1）DDA畫線法也稱數(shù)值微分法，是一種增量算法。是一種基于直線的微分方程來生成直線的方法。（2）中點(diǎn)畫線法原理以下均假定所畫直線的

2、斜率，如果在方向上的增量為1，則方向上的增量只能在之間。中點(diǎn)畫線法的基本原理是：假設(shè)在坐標(biāo)為的各像素點(diǎn)中，與直線最近者已經(jīng)確定為，用小實(shí)心圓表示。那么，下一個(gè)與直線最近的像素只能是正右方的，或右上方的，用小空心圓表示。以為和的中點(diǎn)，則的坐標(biāo)為。又假設(shè)是理想直線與垂直線的交點(diǎn)。顯然，若在的下方，則離直線近，應(yīng)取為下一像素點(diǎn)；若在的上方，則離直線近，應(yīng)取為下一像素點(diǎn)。（3）Bresenham畫線法原理直線的中點(diǎn)Bresenham算法的原理：每次在主位移方向上走一步，另一個(gè)方向上走不走步取決于中點(diǎn)偏差判別式的值。給定理想直線的起點(diǎn)坐標(biāo)為P0（x0，y0），終點(diǎn)坐標(biāo)為P1（x1，y1），則直線的隱函數(shù)

3、方程為： （3-1） 構(gòu)造中點(diǎn)偏差判別式d。 (1) 當(dāng)d<0時(shí) 當(dāng)d0時(shí) 2.實(shí)現(xiàn)前面所述的各種直線生成算法，包括DDA算法、中點(diǎn)生成算法、Bresenham生成算法等。程序運(yùn)行后的菜單界面如圖2-1所示。圖2-1 直線生成圖形的程序運(yùn)行界面首先創(chuàng)建工程名為“基本圖形的生成與填充”的單文檔應(yīng)用程序框架，操作步驟如下：（1）創(chuàng)建單文檔應(yīng)用程序框架。啟動(dòng)Visual C+，選擇“文件/新建”菜單命令，在彈出的新建對(duì)話框中單擊“工程”標(biāo)簽；選擇.MFC AppWizard(exe)，在“工程名稱”編輯框中輸入“基本圖形的生成與填充”（也可以使用英文名稱），選擇所要存放的位置后，單擊“確定”按

4、鈕，出現(xiàn)Stept1對(duì)話框；選擇“單個(gè)文檔”選項(xiàng)，單擊“下一步”按鈕，在接著的Stept2Stept5中，均可以直接單擊“下一步”按鈕完成應(yīng)用程序框架的構(gòu)建。也可以在Stept1步選擇“單文檔”（Single document）后，直接單擊“完成”按鈕完成。（2）編輯菜單資源。在工作區(qū)中的Resource View標(biāo)簽中，單擊Menu項(xiàng)左邊的“+”，然后雙擊其子項(xiàng)IDRMAINFRAME，彈出編輯主菜單項(xiàng)，根據(jù)表1中定義的菜單項(xiàng)資源來編輯菜單，如圖2-2所示。圖2-2 編輯主菜單項(xiàng)（3）添加消息處理函數(shù)。利用類向?qū)В–lass Wizard）為應(yīng)用程序添加與菜單項(xiàng)相關(guān)的消息處理函數(shù)。右擊菜單項(xiàng)

5、標(biāo)題，選擇“建立類向?qū)А?，在彈出的MFC ClassWizard窗口中，選擇Message Maps標(biāo)簽，在Class Name欄中選擇CMyView，根據(jù)表2建立消息映射函數(shù)，如圖2-3所示。MFC ClassWizard會(huì)自動(dòng)完成有關(guān)的函數(shù)聲明。圖2-3 添加消息處理函數(shù)（4）添加程序代碼。在CMyView.cpp文件中相應(yīng)的位置添加各算法的程序代碼，在Visual C+的MFC中繪制圖形，一般可以調(diào)用一個(gè)“CDC”類，從CDC開始，添加代碼。添加代碼如下：/DDA算法生成直線，起點(diǎn)（x0,y0），終點(diǎn)（x1,y1）。void CMyView:OnDdaline() CDC *pDC=Ge

6、tDC(); int x0=100,y0=100,x1=300,y1=200,c=RGB(255,0,0);int x,y,i;float dx,dy,k;dx=(float)(x1-x0);dy=(float)(y1-y0);k=dy/dx;x=x0;y=y0;if(abs(k)<1)for(;y<=y1;y+)pDC->SetPixel(x,int(y+0.5),c);y=y+k;if(abs(k)>=1)for(;y<=y1;y+)pDC->SetPixel(int(x+0.5),y,c);x=x+1/k;ReleaseDC(pDC);/中點(diǎn)算法生成直

7、線void CMyView:OnMidpointline() CDC *pDC=GetDC();int x0=100,y0=100,x1=400,y1=300,c=RGB(0,0,0);float a,b,d1,d2,d,x,y;a=y0-y1;b=x1-x0;d=2*a+b;d1=2*a;d2=2*(a=b);x=x0;y=y0;pDC->SetPixel(x,y,c);while(x<x1)if(d<0) x+;y+;d+=d2;else x+;d+=d1;pDC->SetPixel(x,y,c);ReleaseDC(pDC);/Bresenham算法生成直線voi

8、d CMyView:OnBresenhamline() CDC *pDC=GetDC();int x0=100,y0=100,x1=500,y1=600,color=RGB(0,0,255);int i,x,y,dx,dy;float k,e;dx=x1-x0;dy=y1-y0;e=-dx;x=x0;y=y0;for(i=0;i<=dx;i+)pDC->SetPixel(x,y,color);x+;e+=2*dy;if(e>=0) y+;e=e-2*dx;ReleaseDC(pDC);（5）編譯連接生成可執(zhí)行程序，運(yùn)行該程序。仔細(xì)檢查上述各個(gè)操作步驟，核對(duì)以上信息，點(diǎn)擊調(diào)試按鈕，調(diào)試程序準(zhǔn)確無誤后即可完整運(yùn)行該程序。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析運(yùn)行該程序后，運(yùn)行程序后，我們可以得到如圖2-1的界面，分別單擊菜單中的“直線生成”項(xiàng)的“DDA算法生成直線”、“中點(diǎn)算法生成直線”、“Bresenham算法生成直線”，可以得到相應(yīng)的直線：DDA算法得到的是紅色線段，中