利用C语言图形函数绘图.docx
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利用C语言图形函数绘图
计算机图形学课程实验报告
实验题目
班级
姓名
学号
指导教师
日期
西安理工大学理学院应用数学系
二零一二年春季学期
@实验说明
试验目的：
掌握TurboC语言图形函数的使用和学会绘制一般图形。
试验地点：
教九楼401数学系机房
实验要求（Direction）：
1.每个学生单独完成；2.开发语言为TurboC或C++，也可使用其它语言；3.请在自己的实验报告上写明姓名、学号、班级；4.每次交的实验报告内容包括：
题目、试验目的和意义、程序制作步骤、主程序、运行结果图以及参考文件；5.自己保留一份可执行程序,考试前统一检查和上交。
@实验内容
:
实验题一
1.1实验题目
用如下图1所示，图中最大正n边形的外接圆半径为R，旋转该正n边形，每次旋转
角度，旋转后的的n边形顶点落在前一个正六边形的边上，共旋转N次，请上机编程绘制N+1个外接圆半径逐渐缩小且旋转的正n边形。
要求：
（1）n、R、N、
要求可以人为自由控制输入；
（2）N+1个正六边形的中心（即外接圆的圆心）在显示屏幕中心。
1.2实验目的和意义
1.了解如何利用C语言和图形函数进行绘图；
2.熟悉并掌握C语言的图形模式控制函数，图形屏幕操作函数，以及基本图形函数；
3.通过对TurboC进行图形程序设计的基本方法的学习，能绘制出简单的图形；
4.通过绘制N+1个正n边形，了解图形系统初始化、图形系统关闭和图形模式的控制，并熟练运用图形坐标的设置，包括定点、读取光标、读取x和y轴的最大值以及图形颜色的设置。
1.3程序制作步骤（包括算法思想、算法流程图等）
算法思想：
1.自动搜索显示器类型和显示模式，初始化图形系统，通过printf、scanf语句控制半径r、边数n、多边形的个数k、边的每次旋转角度d，的自由输入；
2.给定一内接圆半径r,由圆内接多边形的算法公式：
x[i]=r*cos（（i+1）*2.0*pi/n）+320.0
y[i]=240.0-r*sin（2.0*pi/n*（i+1））
确定出多边形N的各个顶点坐标，然后利用划线函数line（），连接相邻两点，即形成一个正多边形。
3.根据边与角的关系，以及线段定比分点公式，可知旋转后的多边形的各个顶点的坐标。
公式如下：
x[i]=（x[i]+x[i+1]/（k+1））
y[i]=（y[i]+y[i+1]/（k+1））
k=360/（n*d）（n为多边形的边数，d为多边形旋转的度数）
然后与第二步相同，利用划线函数line（），连接形成又一个旋转过的正多边形，这样就形成了所要绘制的图形；
4.关闭图形系统。
1.4主程序
程序代码：
/*-----多边形的逐次旋转------*/
#include"stdio.h"
#include"conio.h"
#include"math.h"
#include"graphics.h"
#include"stdlib.h"
#include"time.h"
voidmain（）
{
intgraphdriver=DETECT,graphmode;/*自动搜索显示器类型和显示模式*/
intr;
inti,j,n,k,d;
floatx,y,q;
inta[100],b[100];
charstr1[80],str2[80];
printf（"请输入正接圆的半径r:
\n"）;
scanf（"%d",&r）;
printf（"请输入多边形的边数n:
\n"）;
scanf（"%d",&n）;
printf（"请输入多边形的个数k:
\n"）;
scanf（"%d",&k）;
printf（"请输入每次的旋转角度d:
\n"）;
scanf（"%d",&d）;
initgraph（&graphdriver,&graphmode,"D:
\\TC"）;/*初始化图形系统*/
printf（"\n\t注意:
maxx=%d,maxy=%d\n",getmaxx（）,getmaxy（））;
printf（"\n\tr=%d,n=%d,k=%d,d=%d",r,n,k,d）;
x=（getmaxx（）+1）/2.0;
y=（getmaxy（）+1）/2.0;
q=360/n;/*角增量*/
q=q*3.1415926/180;/*将角增量化为弧度*/
for（i=1;i<=n;i++）/*计算初始正n角形顶点坐标*/
{
a[i]=（int）（（int）x+r*cos（（i-1）*q））;
b[i]=（int）（（int）y-r*sin（（i-1）*q））;
}
a[n+1]=a[1];
b[n+1]=b[1];/*闭合正n角形，以便连续画线*/
/*--------画k个正多角形-----------*/
for（i=1;i<=k;i++）
{
for（j=1;j<=n;j++）/*画一个正多角形*/
line（a[j],b[j],a[j+1],b[j+1]）;
for（j=1;j<=n;j++）/*计算下一个正多边形顶点坐标*/
{
a[j]=（int）（a[j]+（a[j+1]-a[j]）/d）;
b[j]=（int）（b[j]+（b[j+1]-b[j]）/d）;
}
a[n+1]=a[1];
b[n+1]=b[1];
}
getch（）;
closegraph（）;
}
1.5运行结果图
:
实验题二
2.1实验题目
请绘制一个图:
屏幕中央有一个半径为R1=160的大圆和一个同心的且半径为R2=120的小圆,同时在大圆和小圆中间均匀分布着12个与大圆和小圆相切的圆。
如下图2所示：
要求：
（1）分别用12种不同的颜色和填充模式填充12个小圆；
（2）用自定义模式填充中间小圆，且用漫延填充方法填充；（3）用自定义模式填充中间小圆时,填充模式图案自己设计。
例如，用字母A、字母B、字母C填充图案可设计为：
2.2实验目的和意义
1.学会运用画圆函数circle（），图形填充函数包括：
setfillstyle（）、setfillpattern（）以及floodfill（）来填充圆；
2.学会用自定义模式填充指定圆，并且用漫延填充方法填充；
3.学会用自定义图案来填充指定圆。
2.3程序制作步骤（包括算法思想、算法流程图等）
算法思想：
1.输入所要求环绕的小圆的个数n,设置画笔颜色，利用circle（）画半径为160的大圆，然后画半径为120的小圆并按照输入的模式m选择相应的填充模式。
2.利用圆内接多边形的算法，算出环绕小圆的各个圆心坐标，公式如下：
x[i]=r*cos（（i+1）*2.0*pi/n）+200.0
y[i]=200.0-r*sin（（i+1）*2.0*pi/n）
以20为半径画环绕的n个小圆，并用不同的颜色填充。
2.4主程序
#include"stdio.h"
#include"conio.h"
#include"math.h"
#include"graphics.h"
#definepi3.
#defineMAX50
voidmain（）
{
intgraphdriver=DETECT,graphmode;/*自动搜索显示器类型和显示模式*/
doublex[MAX],y[MAX];
inti,j,n,m;
doubler,theta;
doublesin（double）,cos（double）;
charp1[8]={（char）0x00,（char）0x3c,（char）0x20,（char）0x20,
（char）0x38,（char）0x20,（char）0x20,（char）0x20};
r=160.0;
printf（"pleaseinputthenumbleofN="）;
scanf（"%d",&n）;
initgraph（&graphdriver,&graphmode,"D:
\\TC"）;/*初始化图形系统*/
theta=2.0*pi/n;
setcolor（3）;
circle（200,200,200）;
setcolor（6）;
setfillstyle（12,0）;
setfillpattern（p1,9）;
circle（200,200,120）;
floodfill（200,200,6）;
while（!
kbhit（））
{
for（j=2;j<=n;j++）
for（i=0;i<=n;i++）
{
x[i]=r*cos（theta*（i+j））+200.0;
y[i]=200.0-r*sin（theta*（i+j））;
setcolor（i）;
circle（（int）x[i],（int）y[i],（int）40）;
setfillstyle（SOLID_FILL,i）;
floodfill（（int）x[i],（int）y[i],i）;
}
delay（10000）;
cleardevice（）;
setcolor（3）;
circle（200,200,200）;
setcolor（6）;
setfillstyle（12,0）;
setfillpattern（p1,9）;
circle（200,200,120）;
floodfill（200,200,6）;
}
getch（）;
closegraph（）;
}
2.5运行结果图
:
实验题三
3.1实验题目
自选题目：
（1）请编写一动画：
绘制上述实验2中的图形，并要求：
✓1.让图案中的12个小圆按顺时针或逆时针方向不停地旋转；
✓2.半径为R2=120的小圆用黑色和实填充模式填充,并在小圆内绘制一些闪
烁的星星（可参考课本P81例3.27）。
或者用不同的颜色和填充模式不停
地填充小圆，产生动画效果。
（2）请编写一动画：
实现实验1中的图形由大到小（由小到大）旋转的动态过程。
（3）编写一个描述一俩自行车在一公路上由左向右行驶的程序，运行效果图大致如图三所示。
（可参考课本P74例3.21）
（4）试着自行设计一个动画或美术图案，并且上机编程实现。
（5）构造一种类似广告片效果，一幅或者多幅图形图像逐个显示出来,并配以文字说明，颜色变化等。
要求：
对于实验3中的5个小题,选择其中一个上机编程实现即可。
3.2实验目的和意义
1.描述一辆自行车在一公路上由右向左行驶；
2.熟练掌握画圆函数circle（），以及画线函数line（），自定义填充函数setfillstyle（）等一些简单的绘图函数。
3.3程序制作步骤（包括算法思想、算法流程图等）
算法思想：
1.自动搜索显示器类型和显示模式，初始化图形系统并设置背景颜色以及画笔颜色；
2.用画圆函数circle（）以及画线函数line（）绘制自行车的基本轮廓；
3.绘制处于运动状态的自行车车轮的轴线以及动态画面；
4.绘制最后处于静止状态的自行车车轮的轴线；
5.关闭图形系统。
3.4主程序
#include"stdlib.h"
#include"graphics.h"
#include"conio.h"
#include"stdio.h"
voidmain（）
{
void*w;
intdriver=DETECT,mode=0,i,start,end,j;
initgraph（&driver,&mode,""）;
cleardevice（）;
setbkcolor（9）;
setcolor（13）;
start=0;
end=180;
circle（387,290,37）;
circle（525,290,37）;
line（404,217,398,230）;
line（436,217,429,230）;
line（398,230,429,230）;
line（413,230,387,290）;
line（387,290,525,290）;
line（408,243,484,243）;
line（387,290,484,243）;
line（484,243,525,290）;
line（444,290,484,243）;
line（444,290,446,279）;
line（444,290,443,300）;
line（438,277,444,278）;
line（435,300,451,301）;
line（484,243,487,233）;
line（472,233,502,233）;//自行车基本轮廓的绘制
w=malloc（imagesize（350,200,562,327））;
getimage（350,200,562,327,w）;
for（i=350,j=0;i>0;i--,j--）
{
setfillstyle（EMPTY_FILL,0）;
pieslice（387+j,290,start,end,37）;
pieslice（525+j,290,start,end,37）;
start+=40;
end+=40;
delay（5）;//处于运动状态的自行车车轮的轴线的绘制
putimage（i-1,200,w,COPY_PUT）;
line（2,327,562,327）;
delay（10）;//自行车行驶动画的实现
}
for（i=0;i<10;i++）
{
pieslice（37,290,start,end,37）;
pieslice（175,290,start,end,37）;
start+=40;
end+=40;
}//处于静止状态的自行车车轮的轴线的绘制
getch（）;
restorecrtmode（）;
closegraph（）;
}
3.5运行结果图
@参考文献
【1】王汝传，黄海平，林巧民．计算机图形学教程（第二版）．北京：
人民邮电出版社，2009．
【2】谭浩强．C语言程序设计．北京：
清华大学出版社，1999．
@本次实验总结或体会
要加强自己的编程开发能力，以及对事物要有极强的观察力和洞察力，还有通过本次试验发现了原来编程这么有意思，做出一道题可以这么有成就感。
@教师评分
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