计算机图形学实验指导书.docx
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计算机图形学实验指导书
计算机图形学
实验报告
中
院（系）：
机电工程
班级：
2010机械一班
姓名：
全美端
时间：
2012年
目录
实验一、直线的生成
实验二、圆的生成（中点和Bresenham法）
实验三、二维图形的平移
实验四、二维图形的旋转
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
实验内容：
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），只要求实现在第一象限内的直线。
实验步骤和方法：
首先启动VisualC++6.0（注意，其它版本程序无法正确编译），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话直线的函数示范（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
实验内容：
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
实验内容：
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
实验内容：
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;
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