计算机图形学实验一Word格式.docx
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ID_DDALINE
Bresenham算法生成直线
ID_BRESENHAMLINE
中点算法生成直线
ID_MIDPOINTLINE
4．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1-2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1-2菜单项的消息处理函数
菜单项ID
消息
消息处理函数
CONMMAN
OnDdaline
OnMidpointline
OnBresenhamline
5．程序结构代码，在CMyView.cpp文件中相应位置添加如下代码：
//DDA算法生成直线
voidCMyView:
:
OnDdaline（）
{
CDC*pDC=GetDC（）;
//获得设备指针
intxa=100,ya=300,xb=300,yb=200,c=RGB（255,0,0）;
//定义直线的两端点，直线颜色
intx,y;
floatdx,dy,k;
dx=（float）（xb-xa）,dy=（float）（yb-ya）;
k=dy/dx,y=ya;
if（abs（k）<
1）
{
for（x=xa;
x<
=xb;
x++）
{pDC->
SetPixel（x,int（y+0.5）,c）;
y=y+k;
}
}
if（abs（k）>
=1）
for（y=ya;
y<
=yb;
y++）
SetPixel（int（x+0.5）,y,c）;
x=x+1/k;
}
ReleaseDC（pDC）;
说明：
（1）以上代码理论上通过定义直线的两端点，可得到任意端点之间的一直线，但由于一般屏幕坐标采用右手系坐标，屏幕上只有正的x,y值，屏幕坐标与窗口坐标之间转换知识请参考第3章。
（2）注意上述程序考虑到当k1的情形x每增加1，y最多增加1；
当k>
1时，y每增加1，x相应增加1/k。
在这个算法中，y与k用浮点数表示，而且每一步都要对y进行四舍五入后取整。
//中点算法生成直线
OnMidpointline（）
intxa=300,ya=200,xb=450,yb=300,c=RGB（0,255,0）;
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,c）;
while（x<
xb）
{if（d<
0）{x++,y++,d+=d2;
else{x++,d+=d1;
ReleaseDC（pDC）;
（1）其中d是xp,yp的线性函数。
为了提高运算效率，程序中采用增量计算。
具体算法如下：
若当前像素处于d>
0情况，则取正右方像素P1（xp+1,yp），判断下一个像素点的位置，应计算d1=F（xp+2,yp+0.5）=a（xp+2）+b（yp+0.5）=d+a；
，其中增量为a。
若d<
0时，则取右上方像素P2（xp+1,yp+1）。
再判断下一像素，则要计算d2 =F（xp+2,yp+1.5）=a（xp+2）+b（yp+1.5） + c=d+a+b，增量为a+b。
（2）画线从（x0,y0）开始，d的初值d0=F（x0+1,y0+0.5）=F（x0,y0）+a+0.5b，因F（x0,y0）=0，则d0=a+0.5b。
（3）程序中只利用d的符号，d的增量都是整数，只是初始值包含小数，用2d代替d，使程序中仅包含整数的运算。
//Bresenham算法生成直线
voidCMyView:
OnBresenhamline（）
intx1=100,y1=200,x2=350,y2=100,c=RGB（0,0,255）;
inti,s1,s2,interchange;
floatx,y,deltax,deltay,f,temp;
x=x1;
y=y1;
deltax=abs（x2-x1）;
deltay=abs（y2-y1）;
if（x2-x1>
=0）s1=1;
elses1=-1;
if（y2-y1>
=0）s2=1;
elses2=-1;
if（deltay>
deltax）{
temp=deltax;
deltax=deltay;
deltay=temp;
interchange=1;
elseinterchange=0;
f=2*deltay-deltax;
SetPixel（x,y,c）;
for（i=1;
i<
=deltax;
i++）{
if（f>
=0）{
if（interchange==1）x+=s1;
elsey+=s2;
f=f-2*deltax;
else{
if（interchange==1）y+=s2;
elsex+=s1;
f=f+2*deltay;
（1）以上程序已经考虑到所有象限直线的生成。
（2）Bresenham算法的优点如下：
①不必计算直线的斜率，因此不做除法。
②不用浮点数，只用整数。
③只做整数加减运算和乘2运算，而乘2运算可以用移位操作实现。
④Bresenham算法的运算速度很快。
圆弧生成程序设计的步骤如下：
（1）创建应用程序框架，以上面建立的单文档程序框架为基础。
（2）编辑菜单资源。
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1-3中的定义添加编辑菜单资源。
此时建好的菜单如图1-3所示。
图1-3程序主菜单
表1-3菜单资源表
圆
中点画圆
ID_MIDPOINTCIRCLE
Bresenham画圆
ID_BRESENHAMCIRCLE
（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1-4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1-4菜单项的消息处理函数
OnMidpointcircle
OnBresenhamcircle
（4）程序结构代码，在CMyView.cpp文件中的相应位置添加如下代码。
OnMidpointcircle（）//中点算法绘制圆，如图1-4所示
图1-4中点算法绘制圆
//TODO:
Addyourcommandhandlercodehere
intxc=300,yc=300,r=50,c=0;
floatd;
x=0;
y=r;
d=1.25-r;
SetPixel（（xc+x）,（yc+y）,c）;
SetPixel（（xc-x）,（yc+y）,c）;
SetPixel（（xc+x）,（yc-y）,c）;
SetPixel（（xc-x）,（yc-y）,c）;
SetPixel（（xc+y）,（yc+x）,c）;
SetPixel（（xc-y）,（yc+x）,c）;
SetPixel（（xc+y）,（yc-x）,c）;
SetPixel（（xc-y）,（yc-x）,c）;
while（x<
=y）
{if（d<
0）d+=2*x+3;
else{d+=2*（x-y）+5;
y--;
x++;
OnBresenhamcircle（）////Bresenham算法绘制圆，如图1-5所示
intxc=100,yc=100,radius=50,c=0;
图1-5Bresenham算法绘制圆
intx=0,y=radius,p=3-2*radius;
while（x<
y）
pDC->
SetPixel（xc+x,yc+y,c）;
SetPixel（xc-x,yc+y,c）;
SetPixel（xc+x,yc-y,c）;
SetPixel（xc-x,yc-y,c）;
SetPixel（xc+y,yc+x,c）;
SetPixel（xc-y,yc+x,c）;
SetPixel（xc+y,yc-x,c）;
SetPixel（xc-y,yc-x,c）;
if（p<
0）
p=p+4*x+6;
else
p=p+4*（x-y）+10;
y-=1;
}
x+=1;
if（x==y）
多边形填充程序设计的步骤如下：
（1）创建应用程序框架，以上述单文档程序框架为基础，创建如图1-17所示应用程序界面。
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1-7中的定义添加编辑菜单资源。
此时建好的菜单如图1-18所示。
图1-17程序界面
表1-7菜单资源表
区域填充
多边形扫描填充
ID_SCANFILL
种子填充
ID_SEEDFILL
图1-18程序主菜单
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1-8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1-8菜单项的消息处理函数
OnScanfill
OnSeedfill
（4）添加程序结构代码。
①在“基本图形的生成View.h”适当位置添加以下黑体字部分代码：
typedefstruct//建立边表结构
intnum,ymin,ymax;
floatxmin,xmax,dx;
}Edge;
classCMyView:
publicCView
protected:
//createfromserializationonly
public:
Cpointptset[7];
Edgeedge[7],edge1[7],newedge[1];
②在OnDraw（）函数中添加如下黑体字部分代码。
OnDraw（CDC*pDC）//绘制要填充的多边形
CMyDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
CPennewpen（PS_SOLID,1,RGB（255,0,0））;
CPen*old=pDC->
SelectObject（&
newpen）;
TextOut（20,20,"
双击鼠标左键,出现需填充的多边形,点击相关功能菜单实现区域填充"
）;
TextOut（20,50,"
进行种子填充,需用鼠标右键,单击多边形内一点,作为开始填充的种子点"
SelectObject（old）;
③在菜单项的消息处理函数实体中添加以下黑体字部分代码。
OnScanfill（）//扫描线算法进行多边形区域填充，如图1-19所示
CPennewpen（PS_SOLID,1,RGB（0,255,0））;
CPen*old=pDC->
intj,k,s=0;
图1-19扫描线算法区域填充
intp[5];
//每根扫描线交点
intpmin,pmax;
for（inti=0;
6;
i++）//建立边表
edge[i].dx=（float）（spt[i+1].x-spt[i].
x）/（spt[i+1].y-spt[i].y）;
if（spt[i].y<
=spt[i+1].y）{
edge[i].num=i;
edge[i].ymin=spt[i].y;
edge[i].ymax=spt[i+1].y;
edge[i].xmin=（float）spt[i].x;
edge[i].xmax=（float）spt[i+1].x;
pmax=spt[i+1].y;
pmin=spt[i].y;
}
else{
edge[i].ymin=spt[i+1].y;
edge[i].ymax=spt[i].y;
edge[i].xmax=（float）spt[i].x;
edge[i].xmin=（float）spt[i+1].x;
pmax=spt[i].y;
pmin=spt[i+1].y;
}
for（intr=1;
r<
r++）//排序edge（yUpper，xIntersect）
for（intq=0;
q<
6-r;
q++）
{
if（edge[q].ymin<
edge[q+1].ymin）
{
newedge[0]=edge[q];
edge[q]=edge[q+1];
edge[q+1]=newedge[0];
}
for（intscan=pmax-1;
scan>
pmin+1;
scan--）
intb=0;
k=s;
for（j=k;
j<
j++）
{
if（（scan>
edge[j].ymin）&
&
（scan<
=edge[j].ymax））//判断与线段相交
if（scan==edge[j].ymax）
{
if（spt[edge[j].num+1].y<
edge[j].ymax）
{
b++;
p[b]=（int）edge[j].xmax;
}
if（spt[edge[j].num-1].y<
b++;
}
}
if（（scan>
edge[j].ymax））
b++;
p[b]=（int）（edge[j].xmax+edge[j].dx*（scan-edge[j].
ymax））;
}
//pDC->
LineTo（spt[edge[0].num].x,spt[edge[0].num].y）;
if（scan<
=edge[j].ymin）//
s=j;
}
if（b>
{
for（intu=1;
u<
b;
u++）
pDC->
MoveTo（p[u]+3,scan）;
u++;
LineTo（p[u],scan）;
双击，出现需填充的多边形，单击相关功能菜单实现区域填充。
OnSeedfill（）//种子算法进行多边形区域填充，如图1-20所示
CWindowDCdc（this）;
intfill=RGB（0,255,0）;
图1-20种子算法区域填充
intboundary=RGB（255,0,0）;
CPointpt=s_point;
intx,y,p0,pmin,pmax;
//求多边形的最大最小值
for（intm=1;
m<
7;
m++）
for（intn=0;
n<
7-m;
n++）
if（spt[n].y<
spt[n+1].y）
p0=spt[n].y;
spt[n]=spt[n+1];
spt[n+1]=p0;
pmax=spt[0].y,pmin=spt[6].y;
x=s_point.x;
y=s_point.y;
for（;
pmax+1;
y++）
intcurrent=dc.GetPixel（x,y）;
while（（current!
=boundary）&
（current!
=fill））
{
dc.SetPixel（x,y,fill）;
x++;
current=dc.GetPixel（x,y）;
}
x=s_point.x;
x--;
x--;
x=s_point.x;
y=s_point.y-1;
y>
pmin-2;
y--）
while（（current!
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