计算机图形学实验报告.docx

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计算机图形学实验报告

实验成绩：

《计算机图形学》实验报告2

班级：

1420551

专业：

网络工程

学号：

姓名

《计算机图形学》课程实验报告

（二）

班级

1420551

实验日期

2016.11.7

姓名

学号

实验名称

多边形有效边表填充算法

实

验

目

的

及

要

求

1.有效边表和桶表的数据结构

2.颜色对话框的调用方法

3.动态链表的排序方法

算

法

及

实

验

步

骤

1.调用颜色对话框读取填充色

2.根据实例多边形顶点坐标值，计算扫描线的最大值与最小值

3.用多边形覆盖的扫描线动态建立桶节点

4.循环访问多边形的所有顶点

5.对每个同节点连接的边表，根据x|ymin值的大小进行排序

6.循环访问每个桶结点，将桶内每个节点的边表合并成有效边表，并循环访问有效边表

7.从有效边表中取出扫描线上相邻两节点进行配对

8.循环下一桶节点，按照Xi+1=X+k（k=1/k）修改有效边表，同时合并桶内的新边表，形成新的有效边表

9.当同节点不为空转（6），负责删除桶表和边表的头结点，算法结束

调

试

过

程

及

实

验

结

果

定义类

1.定义有效边表类CART

2.定义桶类CBucket

3.定义填充类CFill

4.修改CTestview类

实验结果：

填充前的界面

调色板界面

填充后的界面

附

录

1.CAET类：

classCAET

{public:

CAET（）;

virtual~CAET（）;

public:

doublex;//当前扫描线与有效边交点的x坐标

intyMax;//边的最大y值

doublek;//斜率的倒数（x的增量）

CPi2ps;//边的起点

CPi2pe;//边的终点

CAET*pNext;};

2.CBucket：

classCBucket

{

public:

CBucket（）;

virtual~CBucket（）;

public:

intScanLine;//扫描线

CAET*pET;//桶上的边表指针

CBucket*pNext;

};

3.CFill：

classCFill

{

public:

CFill（）;

virtual~CFill（）;

voidSetPoint（CPi2*p,int）;//初始化

voidCreateBucket（）;//创建桶

voidCreateEdge（）;//边表

voidAddET（CAET*）;//合并ET表

voidETOrder（）;//ET表排序

voidGouraud（CDC*）;//填充多边形

voidClearMemory（）;//清理内存

voidDeleteAETChain（CAET*pAET）;//删除边表

protected:

intPNum;//顶点个数

CPi2*P;//顶点坐标动态数组

CAET*pHeadE,*pCurrentE,*pEdge;//有效边表结点指针

CBucket*pHeadB,*pCurrentB;//桶表结点指针

};

CFill:

:

CFill（）

{

PNum=0;

P=NULL;

pEdge=NULL;

pHeadB=NULL;

pHeadE=NULL;

}

CFill:

:

~CFill（）

{if（P!

=NULL）

{delete[]P;

P=NULL;}

ClearMemory（）;}

voidCFill:

:

SetPoint（CPi2*p,intm）

{

P=newCPi2[m];//创建一维动态数组

for（inti=0;i

{P[i]=p[i];}

PNum=m;

}

voidCFill:

:

CreateBucket（）//创建桶表

{

intyMin,yMax;

yMin=yMax=P[0].y;

for（inti=0;i

{

if（P[i].y

{

yMin=P[i].y;//扫描线的最小值

}

if（P[i].y>yMax）

{

yMax=P[i].y;//扫描线的最大值

}

}

for（inty=yMin;y<=yMax;y++）

{

if（yMin==y）//如果是扫描线的最小值

{pHeadB=newCBucket;//建立桶的头结点

pCurrentB=pHeadB;//pCurrentB为CBucket当前结点指针

pCurrentB->ScanLine=yMin;

pCurrentB->pET=NULL;//没有链接边表

pCurrentB->pNext=NULL;

}

else//其他扫描线

{pCurrentB->pNext=newCBucket;//建立桶的其他结点

pCurrentB=pCurrentB->pNext;

pCurrentB->ScanLine=y;

pCurrentB->pET=NULL;

pCurrentB->pNext=NULL;}}}

voidCFill:

:

CreateEdge（）//创建边表

{

for（inti=0;i

{pCurrentB=pHeadB;

intj=（i+1）%PNum;//边的另一个顶点，P[i]和P[j]点对构成边

if（P[i].y

{

pEdge=newCAET;

pEdge->x=P[i].x;//计算ET表的值

pEdge->yMax=P[j].y;

pEdge->k=（P[j].x-P[i].x）/（P[j].y-P[i].y）;//代表1/k

pEdge->ps=P[i];//绑定顶点和颜色

pEdge->pe=P[j];

pEdge->pNext=NULL;

while（pCurrentB->ScanLine!

=P[i].y）//在桶内寻找当前边的yMin

{

pCurrentB=pCurrentB->pNext;//移到yMin所在的桶结点

}

}

if（P[j].y

{

pEdge=newCAET;

pEdge->x=P[j].x;

pEdge->yMax=P[i].y;

pEdge->k=（P[i].x-P[j].x）/（P[i].y-P[j].y）;

pEdge->ps=P[i];

pEdge->pe=P[j];

pEdge->pNext=NULL;

while（pCurrentB->ScanLine!

=P[j].y）

{

pCurrentB=pCurrentB->pNext;

}

}

if（P[i].y!

=P[j].y）

{

pCurrentE=pCurrentB->pET;

if（pCurrentE==NULL）

{

pCurrentE=pEdge;

pCurrentB->pET=pCurrentE;

}

else

{

while（pCurrentE->pNext!

=NULL）

{

pCurrentE=pCurrentE->pNext;

}

pCurrentE->pNext=pEdge;

}

}

}

}

voidCFill:

:

Gouraud（CDC*pDC）//填充多边形

{

CAET*pT1=NULL,*pT2=NULL;

pHeadE=NULL;

for（pCurrentB=pHeadB;pCurrentB!

=NULL;pCurrentB=pCurrentB->pNext）

{

for（pCurrentE=pCurrentB->pET;pCurrentE!

=NULL;pCurrentE=pCurrentE->pNext）

{

pEdge=newCAET;

pEdge->x=pCurrentE->x;

pEdge->yMax=pCurrentE->yMax;

pEdge->k=pCurrentE->k;

pEdge->ps=pCurrentE->ps;

pEdge->pe=pCurrentE->pe;

pEdge->pNext=NULL;

AddET（pEdge）;

}

ETOrder（）;

pT1=pHeadE;

if（pT1==NULL）

return;

while（pCurrentB->ScanLine>=pT1->yMax）//下闭上开

{

CAET*pAETTEmp=pT1;

pT1=pT1->pNext;

deletepAETTEmp;

pHeadE=pT1;

if（pHeadE==NULL）

return;

}

if（pT1->pNext!

=NULL）

{

pT2=pT1;

pT1=pT2->pNext;

}

while（pT1!

=NULL）

{

if（pCurrentB->ScanLine>=pT1->yMax）//下闭上开

{

CAET*pAETTemp=pT1;

pT2->pNext=pT1->pNext;

pT1=pT2->pNext;

deletepAETTemp;

}

else

{

pT2=pT1;

pT1=pT2->pNext;

}

}

BOOLbInFlag=FALSE;//区间内外测试标志，初始值为假表示区间外部

doublexb,xe;//扫描线与有效边相交区间的起点和终点坐标

for（pT1=pHeadE;pT1!

=NULL;pT1=pT1->pNext）

{

if（FALSE==bInFlag）

{

xb=pT1->x;

bInFlag=TRUE;

}

else

{

xe=pT1->x;

for（doublex=xb;x

{

pDC->SetPixelV（Round（x）,pCurrentB->ScanLine,RGB（pT1->ps.c.red*255,pT1->ps.c.green*255,pT1->ps.c.blue*255））;

}

bInFlag=FALSE;

}

}

for（pT1=pHeadE;pT1!

=NULL;pT1=pT1->pNext）//边的连续性

{

pT1->x=pT1->x+pT1->k;

}

}

}

voidCFill:

:

AddET（CAET*pNewEdge）//合并ET表

{

CAET*pCE=pHeadE;

if（pCE==NULL）

{

pHeadE=pNewEdge;

pCE=pHeadE;

}

else

{

while（pCE->pNext!

=NULL）

{

pCE=pCE->pNext;

}

pCE->pNext=pNewEdge;

}

}

voidCFill:

:

ETOrder（）//边表的冒泡排序算法

{

CAET*pT1,*pT2;

intCount=1;

pT1=pHeadE;

if（pT1==NULL）

{

return;

}

if（pT1->pNext==NULL）//如果该ET表没有再连ET表

{

return;//桶结点只有一条边，不需要排序

}

while（pT1->pNext!

=NULL）//统计边结点的个数

{

Count++;

pT1=pT1->pNext;

}

for（inti=0;i

{

CAET**pPre=&pHeadE;

pT1=pHeadE;

for（intj=0;j

{

pT2=pT1->pNext;

if（（pT1->x>pT2->x）||（（pT1->x==pT2->x）&&（pT1->k>pT2->k）））

{

pT1->pNext=pT2->pNext;

pT2->pNext=pT1;

*pPre=pT2;

pPre=&（pT2->pNext）;//调整位置为下次遍历准备

}

else

{

pPre=&（pT1->pNext）;

pT1=pT1->pNext;

}

}

}

}

voidCFill:

:

ClearMemory（）//安全删除所有桶与桶上连接的边

{

DeleteAETChain（pHeadE）;

CBucket*pBucket=pHeadB;

while（pBucket!

=NULL）//针对每一个桶

{

CBucket*pBucketTemp=pBucket->pNext;

DeleteAETChain（pBucket->pET）;

deletepBucket;

pBucket=pBucketTemp;

}

pHeadB=NULL;

pHeadE=NULL;

}

voidCFill:

:

DeleteAETChain（CAET*pAET）

{while（pAET!

=NULL）

{CAET*pAETTemp=pAET->pNext;

deletepAET;

pAET=pAETTemp;}}

4.修改CTestview类

1）.定义了ReadPoint（）函数

voidCTestView:

:

ReadPoint（）//点表

{

P[0].x=50;P[0].y=100;

P[1].x=-150;P[1].y=300;

P[2].x=-250;P[2].y=50;

P[3].x=-150;P[3].y=-250;

P[4].x=0;P[4].y=-50;

P[5].x=100;P[5].y=-250;

P[6].x=300;P[6].y=150;

}

2）绘制图形函数DrawGraph（）

voidCTestView:

:

DrawGraph（）//绘制图形

{

CRectrect;//定义客户区

GetClientRect（&rect）;//获得客户区的大小

CDC*pDC=GetDC（）;//定义设备上下文指针

pDC->SetMapMode（MM_ANISOTROPIC）;//自定义坐标系

pDC->SetWindowExt（rect.Width（）,rect.Height（））;//设置窗口比例

pDC->SetViewportExt（rect.Width（）,-rect.Height（））;//设置视区比例，且x轴水平向右，y轴垂直向上

pDC->SetViewportOrg（rect.Width（）/2,rect.Height（）/2）;//设置客户区中心为坐标系原点

rect.OffsetRect（-rect.Width（）/2,-rect.Height（）/2）;//矩形与客户区重合

if（!

bFill）

DrawPolygon（pDC）;//绘制多边形

else

FillPolygon（pDC）;//填充多边形

ReleaseDC（pDC）;//释放DC

}

3）绘制多边形边界函数DrawPolygon（）

voidCTestView:

:

DrawPolygon（CDC*pDC）//绘制多边形边界

{

CLine*line=newCLine;

CP2t;

for（inti=0;i<7;i++）//绘制多边形

{if（i==0）

{line->MoveTo（pDC,P[i]）;

t=P[i];}

else

{line->LineTo（pDC,P[i]）;}}

line->LineTo（pDC,t）;//闭合多边形

deleteline;}

4）填充多边形函数FillPolygon（）

voidCTestView:

:

FillPolygon（CDC*pDC）//填充多边形

{for（inti=0;i<7;i++）//转储顶点坐标，y坐标取为整数

{P1[i].x=P[i].x;

P1[i].y=Round（P[i].y）;

P1[i].c=CRGB（bRed/255.0,bGreen/255.0,bBlue/255.0）;}

CFill*fill=newCFill;//动态分配内存

fill->SetPoint（P1,7）;//初始化Fill对象

fill->CreateBucket（）;//建立桶表

fill->CreateEdge（）;//建立边表

fill->Gouraud（pDC）;//填充多边形

deletefill;//撤销内存

}

5）菜单函数

voidCTestView:

:

OnDrawpic（）

{

//TODO:

Addyourcommandhandlercodehere

COLORREFGetClr=RGB（0,0,0）;//调色板颜色

CColorDialogccd（GetClr,CC_SOLIDCOLOR）;

if（IDOK==ccd.DoModal（））//调用颜色对话框选取填充色

GetClr=ccd.GetColor（）;

else

return;

bRed=GetRValue（GetClr）;//获取红色分量

bGreen=GetGValue（GetClr）;//获取绿色分量

bBlue=GetBValue（GetClr）;//获取蓝色分量

bFill=TRUE;

Invalidate（）;

}

实验地点

专业软件实验室

指导教师

李丽亚