实验六二维裁剪Word文档下载推荐.docx
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在这个矩形方位之外定义的图形，不能被显示出来。
注意，当没有为应用程序指定裁剪窗口时，就使用默认的坐标：
xWinMin＝-1.0,xWinMax＝1.0,yWinMin＝-1.0,yWinMax＝1.0。
这样，默认的裁剪窗口是以坐标系原点为中心，边长为2的正方形区域。
那么，这个范围内的图形，显示在显示器上生成窗口的哪个位置呢？
这需要通过视区函数（ViewPort，有时也称视口）来指定：
glViewport（xViewportMin,xViewportMax,viewportWidth,viewportHeight）;
这里的所有参数用对应于显示窗口的整数屏幕坐标给出，参数xViewportMin和yViewportMin指定视区左下角的位置，视区的宽度和高度用参数viewportWidth和viewportHeight指定。
也就是说，用gluOrtho2D指定显示范围的图形在用glViewport指定的窗口位置显示出来。
注意，当没有在应用程序中用glViewport指定视区时，则默认的视区大小及位置与整个OpenGL显示窗口一样。
显然，当gluOrtho2D和glViewport指定的矩形区域的宽高比不一样时，图形会发生形变。
那么，已经在世界坐标系中定义的物体，计算机的显示系统怎样确定哪些部分显示，哪些部分不显示呢？
这是通过相关的裁减算法计算出来的。
二、裁减算法
1、点的裁剪
判断点P=（x,y）是否在裁剪区域（xWinMin,xWinMax,yWinMin,yWinMax）内，只要判断是否满足条件
如果满足，就表明在裁剪区域内，否则，就在裁剪区域之外。
2、线段的裁减
线段的裁减要判断线段与裁剪矩形边界的各种关系。
经典的线段裁剪算法有Cohen-Sutherland算法和梁友栋-Barskey算法。
Cohen-Sutherland算法的代码如下：
classwcPt2D{
public:
GLfloatx,y;
};
inlineGLintround（constGLfloata）{returnGLint（a+0.5）;
}
/*Defineafour-bitcodeforeachoftheoutsideregionsofa
*rectangularclippingwindow.
*/
constGLintwinLeftBitCode=0x1;
constGLintwinRightBitCode=0x2;
constGLintwinBottomBitCode=0x4;
constGLintwinTopBitCode=0x8;
/*Abit-maskregioncodeisalsoassignedtoeachendpointofaninput
*linesegment,accordingtoitspositionrelativetothefouredgesof
*aninputrectangularclipwindow.
*
*Anendpointwitharegion-codevalueof0000isinsidetheclipping
*window,otherwiseitisoutsideatleastoneclippingboundary.If
*the'
or'
operationforthetwoendpointcodesproducesavalueof
*false,theentirelinedefinedbythesetwoendpointsissaved
*（accepted）.Ifthe'
and'
operationbetweentwoendpointcodesis
*true,thelineiscompletelyoutsidetheclippingwindow,anditis
*eliminated（rejected）fromfurtherprocessing.
inlineGLintinside（GLintcode）{returnGLint（!
code）;
inlineGLintreject（GLintcode1,GLintcode2）
{returnGLint（code1&
code2）;
inlineGLintaccept（GLintcode1,GLintcode2）
{returnGLint（!
（code1|code2））;
GLubyteencode（wcPt2Dpt,wcPt2DwinMin,wcPt2DwinMax）
{
GLubytecode=0x00;
if（pt.x<
winMin.x）
code=code|winLeftBitCode;
if（pt.x>
winMax.x）
code=code|winRightBitCode;
if（pt.y<
winMin.y）
code=code|winBottomBitCode;
if（pt.y>
winMax.y）
code=code|winTopBitCode;
return（code）;
}
voidswapPts（wcPt2D*p1,wcPt2D*p2）
wcPt2Dtmp;
tmp=*p1;
*p1=*p2;
*p2=tmp;
voidswapCodes（GLubyte*c1,GLubyte*c2）
GLubytetmp;
tmp=*c1;
*c1=*c2;
*c2=tmp;
voidlineClipCohSuth（wcPt2DwinMin,wcPt2DwinMax,wcPt2Dp1,wcPt2Dp2）
GLubytecode1,code2;
GLintdone=false,plotLine=false;
GLfloatm;
while（!
done）{
code1=encode（p1,winMin,winMax）;
code2=encode（p2,winMin,winMax）;
if（accept（code1,code2））{
done=true;
plotLine=true;
else
if（reject（code1,code2））
else{
/*Labeltheendpointoutsidethedisplaywindowasp1.*/
if（inside（code1））{
swapPts（&
p1,&
p2）;
swapCodes（&
code1,&
code2）;
/*Useslopemtofindline-clipEdgeintersection.*/
if（p2.x!
=p1.x）
m=（p2.y-p1.y）/（p2.x-p1.x）;
if（code1&
winLeftBitCode）{
p1.y+=（winMin.x-p1.x）*m;
p1.x=winMin.x;
winRightBitCode）{
p1.y+=（winMax.x-p1.x）*m;
p1.x=winMax.x;
winBottomBitCode）{
/*Needtoupdatep1.xfornonverticallinesonly.*/
p1.x+=（winMin.y-p1.y）/m;
p1.y=winMin.y;
winTopBitCode）{
p1.x+=（winMax.y-p1.y）/m;
p1.y=winMax.y;
if（plotLine）
lineBres（round（p1.x）,round（p1.y）,round（p2.x）,round（p2.y））;
//lineBres直线生成算法前面
添加以下的OpenGLglut的框架，并加上键盘控制，注意在把前面的Bresenham直线生成算法加到最前面：
voidmyDisplay（）
wcPt2DwinMin,winMax,p1,p2;
winMin.x=100;
winMin.y=200;
//定义裁剪窗口
winMax.x=400;
winMax.y=400;
p1.x=50;
p1.y=50;
//定义被裁剪的直线端点
p2.x=450;
p2.y=450;
glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;
glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;
glRectf（winMin.x,winMin.y,winMax.x,winMax.y）;
//绘制红色裁剪矩形
glColor3f（1.0f,1.0f,1.0f）;
if（flag）
{
lineClipCohSuth（winMin,winMax,p1,p2）;
//绘制裁剪线段
glBegin（GL_LINES）;
glVertex2i（p1.x,p1.y）;
glVertex2i（p2.x,p2.y）;
glEnd（）;
glFlush（）;
voidInit（）
glClearColor（0.0,0.0,0.0,0.0）;
glMatrixMode（GL_PROJECTION）;
gluOrtho2D（0.0,640.0,0.0,480.0）;
voidReshape（intw,inth）
glViewport（0,0,（GLsizei）w,（GLsizei）h）;
glMatrixMode（GL_PROJECTION）;
glLoadIdentity（）;
gluOrtho2D（0.0,（GLdouble）w,0.0,（GLdouble）h）;
voidkeyboard（unsignedcharkey,intx,inty）
if（key=='
c'
||key=='
C'
）flag=true;
r'
R'
）flag=false;
glutPostRedisplay（）;
intmain（intargc,char*argv[]）
glutInit（&
argc,argv）;
glutInitDisplayMode（GLUT_RGB|GLUT_SINGLE）;
glutInitWindowPosition（100,100）;
glutInitWindowSize（640,480）;
glutCreateWindow（"
Cohen-Sutherland直线裁减算法，C键裁减，R键复原"
）;
Init（）;
glutDisplayFunc（myDisplay）;
glutReshapeFunc（Reshape）;
glutKeyboardFunc（keyboard）;
glutMainLoop（）;
return0;
梁友栋-Barskey算法的代码如下：
classwcPt2D
private:
/*DefaultConstructor:
initializepositionas（0.0,0.0）.*/
wcPt2D（）{
x=y=0.0;
voidsetCoords（GLfloatxCoord,GLfloatyCoord）{
x=xCoord;
y=yCoord;
GLfloatgetx（）const{
returnx;
GLfloatgety（）const{
returny;
GLintclipTest（GLfloatp,GLfloatq,GLfloat*u1,GLfloat*u2）
GLfloatr;
GLintreturnValue=true;
if（p<
0.0）{
r=q/p;
if（r>
*u2）
returnValue=false;
else
if（r>
*u1）
*u1=r;
if（p>
r=q/p;
if（r<
returnValue=false;
elseif（r<
*u2=r;
}
/*Thusp=0andlineisparalleltoclippingboundary.*/
if（q<
0.0）
/*Lineisoutsideclippingboundary.*/
return（returnValue）;
voidlineClipLiangBarsk（wcPt2DwinMin,wcPt2DwinMax,wcPt2Dp1,wcPt2Dp2）
GLfloatu1=0.0,u2=1.0,dx=p2.getx（）-p1.getx（）,dy;
if（clipTest（-dx,p1.getx（）-winMin.getx（）,&
u1,&
u2））
if（clipTest（dx,winMax.getx（）-p1.getx（）,&
u2））{
dy=p2.gety（）-p1.gety（）;
if（clipTest（-dy,p1.gety（）-winMin.gety（）,&
if（clipTest（dy,winMax.gety（）-p1.gety（）,&
if（u2<
1.0）{
p2.setCoords（p1.getx（）+u2*dx,p1.gety（）+u2*dy）;
}
if（u1>
p1.setCoords（p1.getx（）+u1*dx,p1.gety（）+u1*dy）;
lineBres（round（p1.getx（））,round（p1.gety（））,
round（p2.getx（））,round（p2.gety（）））;
}
再加上前面的框架代码，把其中的调用lineClipCohSuth改为lineClipLiangBarsk，注意参数的赋值。
三、上机练习
完整实现Cohen-Sutherland和梁友栋-Barskey线段裁减算法，理解裁减的基本原理，并继续体会怎样用键盘来控制图形的显示。
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