2023年計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告新編

實(shí)驗(yàn)一直線與圓的繪制

（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握用Besenham法編程實(shí)現(xiàn)直線和圓的繪制。會(huì)編程繪制虛線、點(diǎn)劃線和具

有一定寬度的直線。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

用實(shí)現(xiàn)直線和圓的繪制

基本規(guī)定：

（1）數(shù)據(jù)輸入項(xiàng)為：直線的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，圓心坐標(biāo)與半徑

（2）直線與圓輸出在中

附加規(guī)定：

（1）通過用戶輸入可改變直線的線型（實(shí)線、虛線與點(diǎn)劃線）

（2）通過用戶輸入可改變直線的線寬（用方刷子解決）

（3）通過用戶輸入可改變直線和圓的顏色

（三）實(shí)驗(yàn)所用儀表及設(shè)備

使用實(shí)驗(yàn)室提供的PC機(jī)。使用VisualC++編程。

（四）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

1.設(shè)計(jì)思緒

1）設(shè)計(jì)對話框類

2）設(shè)計(jì)菜單

3）設(shè)計(jì)CMydrawView類

數(shù)據(jù)成員

protected：

doublex0,y0,x1,yl,R;〃直線始點(diǎn)與終點(diǎn)、圓的半

徑

intcx,cy；//圓的坐標(biāo)；

成員函數(shù)

voidMybline();//直線中點(diǎn)Bresenham函數(shù)

voidCirclePoint(doublex,doubley)；/〃l分子畫圓子

函數(shù)

voidMbcircle();〃圓中點(diǎn)Bresenham函數(shù)

4)程序代碼

voidCMydrawView::Mybline()//中點(diǎn)Bresenham函數(shù)

(

SCCIientDCdc(this)；

(3COLORREFrgb=RGB(0,255,0);//定義直線顏色為藍(lán)色

0doubIex,y,d,k,t：

x=x0;y=y0;

0

if(abs(xl-xO)<le-6)

(

if(yl<yO)

(

0t=y0;yO=yl;y1=t;

00)

0for(x=x0,y=y0;y<=y1；y++)

0de.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

else

{

0k=(yl-yO)/(xl-x0);d=0.5-k;

if(k>1)

00Sif(y1<y0)

St=yO;y0=y1;yl=t;

S00t=x0;x0=xl;x1=t：

m}

00d=l-0.5*k;

目for(x=xO/y=y0;y<=y1;y++)

00de.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb)；

團(tuán)if(d>=O)

a0{

00X++;

0013d+=1—k;0

00}

13else

0{

0d+=1;

000}

S)

)

raf(0<=k&&k<=l)

喇

醛if(xO>xl)

0{

但00t=xO;x0=x1;xl=t;

團(tuán)t=yO；y0=y1;yl=t；

TO}

Sd=0.5-k;

03Sfor(x=x0,y=yO;x<xl;x++)

SS(

dc.SetPixelfROUND(x),ROUND(y),rgb);

B0

0if(d<0)

0{

0y++;

國團(tuán)d+=1—k;

00)

03團(tuán)else

d-=k;

000)

團(tuán))

函if(k>=-l&&k<0)

朗

團(tuán)團(tuán)if(x0>xl)

000t=xO；xO=x1;xl=t;

勵(lì)團(tuán)t=yO；y0=y1;y1=t；

0)

0d=-O.5-k；

00for(x=x0zy=yO;x<xl;x++)

喇

團(tuán)團(tuán)；

dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y)zrgb)

00(3if(d>0)

00{

團(tuán)y-;

0d—=l-k;

m)

由else

E0d-=-k;

000}

)

if(k<-l)

明

團(tuán)if(yO<y1)

000{

團(tuán)隨t=y0;yO=yl;yl=t；

0t=x0;xO=xl；xl=t;

}

000d=-1-0.5—k;

團(tuán)for(x=x0,y=y0;y>yl;y--)

m(

0dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

函if(d<0)

0圖{

團(tuán)團(tuán)x++；

0003d-=l+k;

團(tuán))

團(tuán)00eIse

目函d-=1;

0}

回}

)

)

voidCMydrawView::OnMenuitem32772()〃直線菜單函數(shù)

(

//TODO：Addyourcommandhandlercodehere

InputDIgdig；

if(dlg.DoModal()==IDOK)

0{

團(tuán)x0=dlg.m_x0;

xl=dlg.m_x1;

國y0=d1g.m_y0；

0yl=dlg.m_yl；

0)

AfxGetMainWnd()->SetWindowText("基本圖形掃描轉(zhuǎn)換：Mybline");

//RedrawWindow();

0Mybline()；

voidCMydrawView：:Mbcirc1e()〃圓中點(diǎn)Bresenham函數(shù)

(

0doub1ex,y,d;

d=l.25—R;x=0;y=R;

0for(x=O;x<y;x++)

(

但Circ1ePoint(x,y)；

團(tuán)if(d<0)

圖d+=2*x+3；

Seise

回{

0d+=2*(x—y)+5；

y-;

}

01

)

voidCMydrawView::CircIePoint(doub1ex,doubley)〃八分子畫圓函數(shù)

(

CCIientDCdc(this)；

COLORREFrgb=RGB(0,0,255)；

Sdc.SetPixel(ROUND(x)+cx,ROUND(y)+cy,rgb);

dc.SetPixe1(ROUND(y)+cx,ROUND(x)+cy,rgb);

dc.SetPixel(-ROUND(y)+cxzROUND(x)+cy,rgb);

Sdc.SetPixe1(ROUNDfx)+cx,-ROUND(y)+cy,rgb);

0dc.SetPixel(-ROUND(x)+cxROUND(y)+cy,rgb);

dc.SetPixel(-ROUND(y)+cx,-ROUND(x)+cy,rgb);

dc.SetPixe1(ROUND(y)+cx,—ROUND(x)+cy,rgb);

dc.SetPixe1(—ROUND(x)+cx,ROUND(y)+cyjgb);

)

voidCMydrawView：:OnMENUITEMCircle()//圓菜單函數(shù)

(

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

circleDIgdig;

0if(dlg.DoModal()==lDOK)

0{

R=dIg.m_r;

0cx=dlg.m_ex;

cy=dlg.m_cy；

)

AfxGetMainWnd()->SetWindowText("基本圖形掃描轉(zhuǎn)換:Mbcirc1e");

Mbcircle();

)

voidCMydrawView::OnMENUITEMclear()〃清屏菜單函數(shù)

{

//TODO:Addyourcommandhand1ercodehere

SRedrawWindow();

}

5）運(yùn)營結(jié)果

直線:

(五)思考題

如何修改程序使其適合于當(dāng)直線斜率大于一或小于零時(shí)的情況？

答:分組討論大于一和小于零的情況，分別計(jì)算機(jī)d的值，程序如下:

if(k>1)

。{oif(yl<yO)

a{<>t=yO；y0=y1;y1=t;

”=xO;xO=xl;x1=t?}

d=1-0.5*k;

。for(x=xO,y=yO;y<=y1;y++)

。(vdc.SetPixel(R0UND(x),ROUND(y),rgb);

。if(d>=0)

{flx++;

。。d+=l-k??}

gelse

2{d+=1；0Jo)?)

if(k>=-l&&k<0)

。{if(x0>x1)

Ofijot=x0：xO=x1：xl=t;

qt=y0;y0=yl;yl=t；}

gd=-0.5-k：

。ofor(x=x0,y=y0;x<xl；x++)

{?dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

if(d>0)

。。o(j-=1-k;)

。。else

°°d-=-k;。｝)

“f(kv-1)

。。｛if(y0<yl)

。。｛t=y0;y0=yl;yl=t;

。t=x0;x0=xl;xl=t)

。d=-l-0.5-k;

。for(x=x0,y=y0;y>i：y—)

。皿。dc.SetPixel(ROUND(x),ROUND(y),rgb);

。。if(d<0)

。。｛x++;

。ad-=l+k;o)

。else

00d-=1；o｝。｝

實(shí)驗(yàn)二圖形的裁剪

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握用編碼法裁剪二維線段及逐邊裁剪算法裁剪多邊形的編程方法，并實(shí)現(xiàn)之。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容'

用編碼法裁剪二維線段用逐邊裁剪算法裁剪多邊形

基本規(guī)定：(1)數(shù)據(jù)輸入項(xiàng)為：裁剪窗口四條邊坐標(biāo)

對于編碼法裁剪二維線段要輸入線段的起點(diǎn)與終點(diǎn)x,y坐標(biāo)。

對于逐邊裁剪算法裁剪多邊形要輸入多邊形的頂點(diǎn)數(shù)及各頂

點(diǎn)x,y坐標(biāo)。

(2)裁剪前與裁剪后的結(jié)果輸出在活動(dòng)窗口中。

附加規(guī)定：對于裁剪多邊形可由用戶控制裁剪的邊逐邊裁剪。

三、實(shí)驗(yàn)所用儀表及設(shè)備

使用實(shí)驗(yàn)室提供的PC機(jī)。使用VisualC++編程。

四、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

1.編碼法裁剪二維線段

己知線段端點(diǎn)的區(qū)域碼,就可以判斷直線與裁剪窗口之間的關(guān)系。

1001彳10

0001J

0010

01000110

(1)假如兩端點(diǎn)的編碼均為0000,直線在窗口內(nèi)。

(2)假如兩端點(diǎn)的編碼相與不為0000,表達(dá)直線在窗口外。

(3)否則對端點(diǎn)編碼,根據(jù)從右到左(或從左到右)順序判別編碼位是否為1,擬定與窗

口求交的邊界并求出交點(diǎn)，裁剪線段，將交點(diǎn)作為直線的新端點(diǎn)，反復(fù)以上(1)(2)環(huán)節(jié)。

例如上圖直線：

a.左端點(diǎn)1的編碼0101,右端點(diǎn)2的編碼1010o

b.符合(3)，計(jì)算交點(diǎn)。

c.設(shè)從左端點(diǎn)開始，由于1號(hào)端點(diǎn)的編碼為0101,從左邊開始，第一位是1,所以與左

邊界有交點(diǎn),求交點(diǎn)3。

d.計(jì)算3號(hào)點(diǎn)的編碼為0000o

e.3號(hào)點(diǎn)與2號(hào)點(diǎn)的關(guān)系仍符合(3)。

f.由于3號(hào)點(diǎn)的編碼為0000,已在窗口內(nèi)，再從右端2號(hào)點(diǎn)開始計(jì)算交點(diǎn)，由于2號(hào)

端點(diǎn)的編碼為1010,從左邊開始，第二位是1,所以與右邊界有交點(diǎn)，求交點(diǎn)4,其編

碼為1000。

g.3號(hào)點(diǎn)與4號(hào)點(diǎn)的關(guān)系仍符合(3)。

h.由于4號(hào)端點(diǎn)的編碼為1000,從左邊開始,第四位是1,所以與上邊界有交點(diǎn)，求交

點(diǎn)5,其編碼為0000。

i.3號(hào)點(diǎn)與5號(hào)點(diǎn)的關(guān)系符合(1),結(jié)束。

Cohen-SutherLand裁剪算法偽程序如下：

#defineLEFT1//0001,左

#defineRIGHT2//0010,右

#defineBOTTOM4//0100,下

#defineTOP8//I000,上

//已知端點(diǎn)坐標(biāo)(x,y),求其所在區(qū)的編碼odeo

2.設(shè)計(jì)思緒

a)設(shè)計(jì)菜單函數(shù)

直線菜單函數(shù)

裁剪菜單函數(shù)

b)設(shè)計(jì)繪畫窗口

裝載位圖函數(shù)

定義畫筆繪制窗口

定義畫筆繪制直線

c)設(shè)計(jì)裁剪函數(shù)

d)設(shè)計(jì)端點(diǎn)編碼函數(shù)

3.程序主代碼

//MyCutView.cpp:imp1ementationoftheCMyCutViewclass

//

#include"stdafx.h"

#inc1ude"MyCut.h"

#include"MyCutDoc.h"

#inelude"MyCutView.h"

#defineROUND(a)int(a+0.5)

#ifdef_DEBUG

#definenewDEBUGNEW

#undcfTHIS_FILE

staticcharTHIS_HLE[]=_FILE_；

#endif

#defineLEFT1

#defineRIGHT2

#defineBOTTOM4

#defineTOP8

////////////////////////////////////////////////////III//////////////////////

//CMyCutView

IMPLEMENT.DYNCREATE(CMyCutView,CView)

BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyCutView,CView)

//{(AFX_MSG_MAP(CMyCutView)

?ON_COMMAND(ID_MENUITEMdraw1ine,OnMENUITEMdraw1ine)

ON_COMMAND(ID_MENUITEMclip,OnMENUITEMclip)

ON_WM_LBUTTONDOWN()

ON_WM_MOUSEMOVE()

。//}}AFX_MSG_MAP

//Standardprintingcommands

ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT,CView：：OnFilePrint)

?ON_COMMAND(ID_FILE_PRINT_DIRECT,CView::OnFi1ePrint)

?ON_COMMAND(1D_FILE_PRINT_PREVIEW,CView：：OnFilePrintPreview)

END_MESSAGE_MAP()

/////////////////////////////num/muim///////////////////////////////

//CMyCutViewconstruction/destruction

CMyCutView:：CMyCutView()

(

//TOD0:addconstructioncodehere

wx1=200;wxr=850;wyb=200；wyt=450;

“n_attatch=FALSE;

m_i=0;

?m_draw=FALSE;

RC0=0;RCl=0;

)

CMyCutView::-CMyCutView()

{

)

OOLCMyCutView:：PreCreateWindow(CREATESTRUCT&cs)

(

。//TODO:ModifytheWindowclassorstylesherebymodifying

“/theCREATESTRUCTcs

returnCView::PreCreateWindow(cs)；

)

////Illi/〃/〃/〃/〃〃〃/〃/〃///〃/〃〃〃〃〃/〃/〃///////////////////HUH

//CMyCutViewdrawing

voidCMyCutView::OnDraw(CDC*pDC)

(

CMyCutDoc*pDoc=GetDocument()；

?ASSERT_VALID(pDoc)；

?！═OD0:adddrawcodefornativedatahere

//裝載位圖

oCRectRect；

GetC11611證(：1(&1^。0;〃獲得客戶區(qū)的大小

?>CBitmapBitmap,*pBitmap;

^Bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);。

CDCMemDC;

oMemDC.CreateCompatibleDC(GetDC());

叩Bitmap=MemDC.Select0bject(&Bitmap):

MemDC.BitBlt(O,O,Rect.Width(),Rect.Height(),&Picture,0,0,SRCCOPY);。

MemDC.TextOut((wxl+wxr)/2,wyb-20J窗口)〃窗口標(biāo)題

。//繪制窗口和直線

CPenPen3,*pO1dPen3;//定義3個(gè)像素寬度的畫筆

?Pen3.CreatePen(PS_SOLID,3,RGB(0,0,0));

pOldPen3=MemDC.Se1ectObject(&Pen3);

?MemDC.MoveTo(wx1,wyt)；MemDC.LineTo(wxr,wyt);

McmDC.LineTo(wxr,wyb)；McmDC.LincTo(wxl,wyb)；

oMemDC.LineTo(wxl,wyt);McmDC.Se1ec10bject(pO1dPen3)；

Pen3.DeleteObject();

CPenPenl,*pOIdPenl;〃定義1個(gè)像素寬度的畫筆

oPenl.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));

pOldPenl=MemDC.SelectObject(&Pen1);

◎if(m_i>=1)

(

emDC.MoveTo(ROUND(Pointx[0]),ROUND(Pointy[0]))：

ooMemDC.LineTo(ROUND(Pointx[1]),ROUND(Pointy[l]))；。

)

oMemDC.Se1ectObject(pOldPen1)；

Pen1.DeleteObject。;。

?CDC*dc=GetDC()；

dc->BitBlt(0,0,Rect.Width。,Rect.Height(),&MemDC,0,0,SRCCOPY);

oMemDC.Selec(Object(pBitmap)；

}

//////////////////////////////////////////////////〃/////〃/〃/〃/〃〃/////〃

//CMyCutViewprinting

BOOLCMyCutView::OnPreparePrinting(CPrintinfo*pInfo)

<>//defaultpreparation

rctumDoPreparePrinting(plnfo);

)

voidCMyCutView：:OnBeginPrinting(CDC*/*pDC*/,CPrintlnfo*/*plnfo*/)

{

//TODO:addextrainitializationbeforeprinting

)

voidCMyCutView::OnEndPrinting(CDC*/*pDC*/,CPrintlnfo*/*plnfo*/)

{

//TODO:addcleanupafterprinting

)

///////////////III///////////////////////////Hllllllllllllllllllllll////////

//CMyCutViewdiagnostics

#ifdef_DEBUG

voidCMyCutView:：AssertValid()const

(

?CView::AssertValid()；

)

voidCMyCutView::Dump(CDumpContext&de)const

?CView：:Dump(dc);

)

CMyCutDoc*CMyCutView::GetDocumcnt()//non-dcbugversionisin1ine

(

ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CMyCutDoc)));

?return(CMyCutDoc*)m_pDocument;

)

#endif//.DEBUG

111/1//〃/〃/〃〃//////////////IIHU//////////////////////////////〃////////

//CMyCutViewmessagehandlers

voidCMyCutView：：OnMENUITEMdrawline()

(

//TODO:Addyourcommandhand1ercodehere

if(FALSE==m_attatch)

(

^Picture,CreateCompatib1eDC(GetDC());

oCBitmap*Bitmap,*pBitmap；

aBitmap=newCBitmap；

。//Bitmap—>LoadBitmap(IDB_BITMAPl);

8PBitmap=Picture.SelectObject(Bitinap);

?m_attatch=TRUE;

)

m_draw=TRUE;

?m_i=0;

olnvalidate(FALSE);

◎AfxGetMainWnd()->SetWindowText(MCohen-Sutherland直線裁剪算法")；〃顯示標(biāo)題

oMessageBox("請使用鼠標(biāo)在屏幕上繪制直線，然后點(diǎn)擊裁剪按鈕進(jìn)行裁剪“，“提醒”,MB_OKCANC

EL);

。｝

voidCMyCutView::OnMENUITEMclip()//裁剪菜單函數(shù)

(

?！═ODO:Addyourcommandhandlercodehere

Cut()；

Inva1idate(FALSE);

I

voidCMyCutView：:OnLButtonDown(UINTnFlags,CPointpoint)

(

“/TOD0：Addyourmessagehand1ercodehereand/orca1Idefau1t

0

Af(TRUE==m_draw)

if(m_i<2)

Pointx[m_i]=point.x；Pointy[m_i]=point.y;

。，m_i++;

°}

)

?CView::OnLButtonDown(nF1ags,point);

)

voidCMyCutView：:OnMouseMove(UINTnFlags,CPointpoint)

{

//TODO:Addyourmessagehandlercodehereand/orca11default

if(TRUE==m_draw)

。if(m_i<2)

{

。Pointx[m_i]=point.x;Pointy[m_i]=point.y;

oginva1idate(FALSE);

力

)

^CView：:OnMouseMove(nFlags,point);

voidCMyCutView：：Cut()

BOOLChange；

?doub1ex,y;

oRC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);

RC1=EnCode(Pointx[l],Pointy[1]);

while(TRUE)

。｛

。Change=FALSE;

if(0==(RCO|RC1))

。｛〃簡取之

areturn；

00j

-elseif(0!=(RC0&RC1))

｛〃簡棄之

return;

)

eIse

if（O==RC0）//假如PO點(diǎn)在窗口內(nèi)，互換PO和Pl,保證pO點(diǎn)在窗口外

〃互換點(diǎn)的坐標(biāo)值

。doubleTPointx,TPointy;

?TPointx=Pointx[0];TPointy=Pointy[0];

。oPointx[0]=Pointx[l];Pointy[0]=Pointy[1];

wPointx[l]=TPointx：Pointy[l]=TPointy;

。。。//互換點(diǎn)的編碼值

。unsignedintTRC;

。TRC=RC0;RCO=RC1;RC1=TRC;

O0)

。〃按左、右、下、上的順序裁剪

gif(RC0&LEFT)〃P0點(diǎn)位于窗口的左側(cè)

0?(

8x=wx1;〃求交點(diǎn)y

。y=Pointy[O]+(Pointy[l]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[1]-Pointx[0]);

。ePointx[0]=x;Pointy[O]=y;

。Change=TRUE;

?ORC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[0]);RCl=EnCode(Pointx[1],Pointy[1]);

0}g

-if(RC0&RIGHT)//PO點(diǎn)位于窗口的右側(cè)

ggx=wxr;〃求交點(diǎn)y

。。y=Pointy[0]+(Pointy[1]-Pointy[0])*(x-Pointx[0])/(Pointx[l]-Pointx[0]);

ePointx[0]=x;Pointy[0]=y;

。。Change=TRUE;

oRC0=EnCode(Pointx[0],Pointy[01);RC1=EnCode(Pointx[1],Pointy[1])；

j8

。oif(RCO&BOTTOM)〃P0點(diǎn)位于窗口的下側(cè)

0(

8oy=wyb:〃求交點(diǎn)