实验三 图形裁剪算法实现Word文件下载.docx
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(2)上域:
区域(1001,1000,1010)。
(3)下域:
区域(0101,0100,0110)。
(4)左域:
区域(1001,0001,0101)。
图1-3窗口及其邻域的5个区域及与直线的关系
(5)右域:
区域(1010,0010,0110)。
当线段的两个端点的编码的逻辑“与”非零时,线段显然为不可见的。
对某线段的两各端点的区号进行位与运算,可知这两个端点是否同在视区的上、下、左、右。
算法的主要思想是,对每条直线,如P1P2利用以下步骤进行判断:
①对直线两端点P1、P2编码分别记为C1(P1)={a1,b1,c1,d1},C2(P2)={a2,b2,c2,d2}其中,ai、bi、ci、di取值范围为 {1,0},i∈{1,2}。
②如果ai=bi=ci=di=0,则显示整条直线,取出下一条直线,返回步骤①;
否则,进入步骤③。
③如果| a1–a2 |=1,则求直线与窗上边(y=yw–max)的交点,并删去交点以上部分。
如果| b1–b2 |=1,| c1–c2 |=1,| d1–d2 |=1,进行类似处理。
④返回步骤①判断下一条直线。
多边形裁剪
多边形裁剪算法的关键在于,通过剪裁,要保持窗口内多边形的边界部分,而且要将窗框的有关部分按一定次序插入多边形的保留边界之间,从而使剪裁后的多边形的边仍然保持封闭状态,以便填色算法得以正确实现,多边形裁剪原理示意图,如图1-4所示。
(a)剪裁的多边形(b)按直线剪裁的多边形(c)按多边形剪裁后的多边形
图1-4多边形裁剪原理示意图1
(1)Sutherland-Hodgman算法思路:
将多边形的各边先相对于窗口的某一条边界进行裁剪,然后将裁剪结果再与另一条边界进行裁剪,如此重复多次,便可得到最终结果。
(2)实现方法:
①设置两个表。
输入顶点表(向量)——用于存放被裁剪多边形的顶点p1–pm。
输出顶点表(线性链表)——用于存放裁剪过程中间结果的顶点q1–qn。
②输入顶点表中各顶点要求按一定顺序排列,一般可采用顺时针或逆时针方向。
③相对于裁剪窗口的各条边界,按顶点表中的顺序,逐边进行裁剪。
(3)具体操作步骤如下:
①Pi若位于边界线的可见一侧,则Pi送给输出顶点表。
②Pi若位于边界线的不可见一侧,则将其舍弃。
③除第一个顶点外,还要检查每一个Pi和前一顶点Pi–1是否位于窗口边界的同一侧,若不在同一侧,则需计算出交点送给输出顶点表。
④最后一个顶点Pn则还要与P1一起进行同样的检查。
如下图1-6所示,是上述多边形裁剪的原理示意图。
图1-6多边形裁剪原理示意图2
图形裁剪编程
1.程序设计功能说明
如图1-7所示为图形裁剪的实用程序运行时的主界面,首先根据界面提示,在用户区双击,出现所需要裁剪的各种线段,再单击菜单中“图形裁剪”,可选择其下拉菜单的各图形裁剪选项完成各种图形裁剪(在窗口中红矩形框外的线段或多边形被裁减掉)。
图1-7“图形裁剪”程序主界面
2.程序设计步骤
程序“图形裁剪”的设计步骤如下:
(1)创建工程名称为“图形裁剪”单文档应用程序框架(参看上面单文档应用程序框架的建立)。
(2)编辑菜单资源。
图1-8图形裁剪切界面
设计如图1-8所示的菜单项。
在工作区的ResourceView标签中,单击Menu项左边“+”,然后双击其子项IDR_MAINFRAME,并根据表1-9中的定义编辑菜单资源。
表1-9菜单资源表
菜单标题
菜单项标题
标示符ID
图形裁剪
线段裁剪
ID_CLIPLINE
ID_CLIPPOLYGON
(3)添加消息处理函数。
利用ClassWizard(建立类向导)为应用程序添加与菜单项相关的消息处理函数,ClassName栏中选择CMyView,根据表1-10建立如下的消息映射函数,ClassWizard会自动完成有关的函数声明。
表1-10菜单项的消息处理函数
菜单项ID
消息
消息处理函数
CONMMAN
OnIDTRANSLATION
OnIDROTATION
(4)添加代码,在图形裁剪应用程序的相应文件中添加如下黑体字部分代码。
①在“图形裁剪View.h”文档中的适当位置添加定义存储线段端点的数组。
classCMyView:
publicCView
{
protected:
//createfromserializationonly
public:
CPointptset[N];
};
②在“图形裁剪View.cpp”文档中的适当位置手工添加以下黑体部分代码。
#include"
stdafx.h"
图形裁剪.h"
#endif
#defineLEFT1
#defineRIGHT2
#defineBOTTOM4
#defineTOP8
#defineXL100
#defineXR300
#defineYT100
#defineYB250
//////////////////////////////////////////////////////////////////
voidCMyView:
:
OnDraw(CDC*pDC)//功能为程序开始呈现下面的界面
CMyDoc*pDoc=GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
CPennewpen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0));
CPen*old=pDC->
SelectObject(&
newpen);
pDC->
Rectangle(CRect(XL,YT,XR,YB));
//剪切窗口,可通过修改上面的对应数据修改裁剪矩形框
//需要剪切的各种线段,可通过修改数据修改线段(见图1-9)
ptset[0]=CPoint(120,150);
ptset[1]=CPoint(170,110);
ptset[2]=CPoint(0,190);
ptset[3]=CPoint(350,150);
ptset[4]=CPoint(0,250);
ptset[5]=CPoint(150,230);
ptset[6]=CPoint(200,50);
ptset[7]=CPoint(120,150);
图1-9线段剪切
ptset1[0]=CPoint(20,150);
ptset1[1]=CPoint(170,110);
ptset1[2]=CPoint(250,150);
ptset1[3]=CPoint(200,230);
ptset1[4]=CPoint(20,150);
TextOut(0,0,"
双击,出现要剪切的线段"
);
pDC->
双击鼠标右键,出现要剪切的多边形"
SelectObject(old);
}
//处理双击左键消息函数,得到要进行裁剪的直线段
OnLButtonDblClk(UINTnFlags,CPointpoint)
CDC*pDC=GetDC();
CPen*old=pDC->
flag=1;
for(inti=0;
i<
N;
i++)
{
MoveTo(ptset[i]);
LineTo(ptset[i+1]);
i++;
}
CView:
OnLButtonDblClk(nFlags,point);
OnClipline()//线段裁剪消息处理函数
图1-10警告图示窗
CPennewpen(PS_SOLID,1,RGB(0,255,0));
if(flag!
=1)
{MessageBox("
请先双击"
"
警告!
"
}(如图1-10所示)
else
floatx,y,x1,x2,y1,y2;
inti;
intcode1,code2;
RedrawWindow();
//求两端点所在区号code
for(i=0;
i++,i++)
intc=0;
图1-11线段剪切结果
if(ptset[i].x<
XL)c=c|LEFT;
elseif(ptset[i].x>
XR)c=c|RIGHT;
if(ptset[i].y>
YB)c=c|BOTTOM;
elseif(ptset[i].y<
YT)c=c|TOP;
code1=c;
c=0;
if(ptset[i+1].x<
elseif(ptset[i+1].x>
XR)c=c|RIGHT;
if(ptset[i+1].y>
elseif(ptset[i+1].y<
code2=c;
//线段与区域的相交情况(见图1-11)
if(code1!
=0&
&
code2!
(code1&
code2)==0)
{
if((LEFT&
code1)!
=0)//线段与左边界相交
{
x=XL;
y=ptset[i].y+(ptset[i+1].y-ptset[i].y)*(XL-ptset[i].x)/(ptset
[i+1].x-ptset[i].x);
}
elseif((RIGHT&
=0)//线段与右边界相交
x=XR;
y=ptset[i].y+(ptset[i+1].y-ptset[i].y)*(XR-ptset[i].x)/(ptset
elseif((BOTTOM&
=0)//线段与下边界相交
y=YB;
x=ptset[i].x+(ptset[i+1].x-ptset[i].x)*(YB-ptset[i].y)/(ptset
[i+1].y-ptset[i+1].y);
elseif((TOP&
=0)//线段与上边界相交
y=YT;
x=ptset[i].x+(ptset[i+1].x-ptset[i].x)*(YT-ptset[i].y)/(ptset
[i+1].y-ptset[i].y);
ptset[i].x=x;
ptset[i].y=y;
code2)!
}
[I+1].y-ptset[i].y);
ptset[i+1].x=x;
ptset[i+1].y=y;
pDC->
MoveTo(ptset[i].x,ptset[i].y);
LineTo(ptset[i+1].x,ptset[i+1].y);
}
if(code1==0&
code2==0)
{pDC->
=0)
MoveTo(ptset[0].x,ptset[0].y);
}
MoveTo(ptset[i+1].x,ptset[i+1].y);
LineTo(ptset[i].x,ptset[i].y);
图1-12多边形剪切
//处理双击右键出现要裁剪的多边形(见图1-12)
OnRButtonDblClk(UINTnFlags,CPointpoint)
CDC*pDC=GetDC();
flag=2;
MoveTo(ptset1[0]);
for(inti=1;
5;
LineTo(ptset1[i]);
OnRButtonDblClk(nFlags,point);
OnClippolygon()多边形裁剪(见图1-13)
图1-15警告提示窗
if(flag!
请先双击鼠标右键"
}(见图1-14)
inti,k;
intM=5;
图1-13多边形剪切结果
RedrawWindow();
k=0;
M;
if(ptset1[i].x<
XL)c=1;
elseif(ptset1[i].x>
XL)c=0;
if(ptset1[i+1].x<
elseif(ptset1[i+1].x>
XL)c=0;
if(code1!
pt[k].x=XL;
pt[k].y=ptset1[i].y+(ptset1[i+1].y-ptset1[i].y)*(XL-
ptset1[i].x)/(ptset1[i+1].x-ptset1[i].x);
pt[k+1].x=ptset1[i+1].x;
pt[k+1].y=ptset1[i+1].y;
k=k+2;
}
if(code1==0&
{
if(k==0)
{
pt[k].x=ptset1[i].x;
pt[k].y=ptset1[i].y;
pt[k+1].x=ptset1[i+1].x;
pt[k+1].y=ptset1[i+1].y;
k=k+2;
}
if(k!
pt[k].x=ptset1[i+1].x;
pt[k].y=ptset1[i+1].y;
k=k+1;
k++;
pt[k].x=pt[0].x;
pt[k].y=pt[0].y;
M=k+1;
k=0;
{
if(pt[i].x<
XR)c=0;
elseif(pt[i].x>
XR)c=2;
if(pt[i+1].x<
elseif(pt[i+1].x>
if(k==0)
pts[k].x=pt[i].x;
pts[k].y=pt[i].y;
pts[k+1].x=pt[i+1].x;
pts[k+1].y=pt[i+1].y;
if(k!
pts[k].x=pt[i+1].x;
pts[k].y=pt[i+1].y;
{
pts[k].x=XR;
pts[k].y=pt[i].y+(pt[i+1].y