实验二实验三 基本图形.docx
《实验二实验三 基本图形.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验二实验三 基本图形.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验二实验三基本图形
实验二基本图形（元）生成技术
（一）
直线生成算法
一、实验目的
在一个图形系统中，基本图形（也称为图元、图素等）的生成技术是最基本的，任何复杂的图形都是由基本图形组成的，基本图形生成的质量直接影响该图形系统绘图的质量。
所以，需要设计出精确的基本图形生成算法，以确保图形系统绘图的精确性。
本次实验的目的就是验证直线生成的三种扫描算法，并要求对基本算法进行扩充和改进，包括：
利用VisualC++实现三种直线生成算法，验证算法的正确性；
二、实验任务
1．理解三种直线生成算法思想，写出实现程序；
2．添加鼠标功能，实现交互式画直线程序；
3．将10个像素作为步距单位，编出Bresenham算法的示例。
三、基本知识和实验步骤
任务一：
实现DDA画线程序
实验步骤：
1．建立一个DDALine的工程文件；
2．添加ddaline（）成员函数
方法：
在工作区中选择CLASSVIEW类窗口，右击CDDAlineView类，选择“addmemberfunction…”，定义如下的成员函数：
voidddaline（CDC*pDC,intx0,inty0,intx1,inty1,COLORREFcolor）;
3．编写自定义的成员函数ddaline（）程序
voidCDDALineView:
:
ddaline（CDC*pDC,intx0,inty0,intx1,inty1,COLORREFcolor）
{
intlength,i;
floatx,y,dx,dy;
length=abs（x1-x0）;
if（abs（y1-y0）>length）
length=abs（y1-y0）;
dx=（x1-x0）/length;
dy=（y1-y0）/length;
x=x0+0.5;y=y0+0.5;
for（i=1;i<=length;i++）
{
pDC->SetPixel（（int）x,（int）y,color）;
x=x+dx;y=y+dy;
}
}
4．编写OnDraw（）函数
voidCDDALineView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CDDALineDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
ddaline（pDC,100,100,400,100,RGB（255,0,0））;
ddaline（pDC,400,100,400,400,RGB（0,255,0））;
ddaline（pDC,400,400,100,400,RGB（0,0,255））;
ddaline（pDC,100,400,100,100,RGB（255,255,0））;
ddaline（pDC,100,100,400,400,RGB（255,0,255））;
ddaline（pDC,100,400,400,100,RGB（0,255,255））;}
}
5．编译、调试和运行程序，查看程序结果。
任务二、放大10倍后，算法演示程序
先画出（100，100）到（600，400）大小为10的网格，然后从（100，100）以10为单位，计算出直线上各个像素位置。
步骤：
1．建立DDA2Line工程；
2．在OnDraw（）函数中画出网格，并调用DDA2Line（）函数
voidCDDA2LineView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CDDA2LineDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
//画网格
intgi,gj;
//画横线
pDC->TextOut（90,90,"（100,100）"）;
pDC->MoveTo（100,100）;
for（gj=100;gj<=400;gj=gj+10）
{
pDC->MoveTo（100,gj）;
pDC->LineTo（600,gj）;
}
//画竖线
pDC->MoveTo（100,100）;
for（gi=100;gi<=600;gi=gi+10）
{
pDC->MoveTo（gi,100）;
pDC->LineTo（gi,400）;
}
pDC->TextOut（590,410,"（600,400）"）;
//画出像素点
DDA2line（pDC,100,100,600,400,RGB（255,0,0））;
}
3．添加DDA2Line（）成员函数
方法：
在工作区中选择CLASSVIEW类窗口，右击CDDAlineView类，选择“addmemberfunction…”，定义如下的成员函数：
voidDDA2Line（CDC*pDC,intx0,inty0,intx1,inty1,COLORREFcolor）;
4.编写DDA2Line（）函数
voidCDDA2LineView:
:
DDA2line（CDC*pDC,intx0,inty0,intx1,inty1,COLORREFcolor）
{
intlength,i,tx,ty;
floatx,y,dx,dy;
length=abs（x1-x0）;
if（abs（y1-y0）>length）
length=abs（y1-y0）;
dx=（float）（x1-x0）/length;
dy=（float）（y1-y0）/length;
//chartbuf[20];
//sprintf（tbuf,"dx,dy=%f,%f",dx,dy）;
//AfxMessageBox（tbuf）;
x=x0;y=y0;
for（i=0;i<=length;i=i+10）
{
tx=（int）（（x+5）/10）*10;
ty=（int）（（y+5）/10）*10;
pDC->SetPixel（tx,ty,color）;
pDC->Ellipse（tx-5,ty-5,tx+5,ty+5）;
x=x+dx*10;y=y+dy*10;
}
}
5.调试、运行程序
任务三、加入鼠标功能，实现交互式画直线
第一步：
建立DDAMouseLine工程文件；
第二步：
向视图类中添加自定义的成员变量
用鼠标右键单击视图类，选择“AddMemberVariable…”,添加下面三个成员变量。
proctected:
CPointm_p1;//起点
CPointm_p2;//终点
intm_ist;//区别，m_ist=0，表示直线起点，
//m_ist=1，表示直线终点
第三步：
向视图类中添加自定义的成员函数原型：
public:
voidDDAMouseLine（CDC*pDC,intx0,inty0,intx1,inty1,COLORREFcolor）;
第四步：
在视图类CPP文件的构造函数中初始化成员变量。
视图类的构造函数名与该视图类的名字相同。
在视图类中选择构造函数，如：
CDDAMouseLineView（），用鼠标左键双击，输入下面程序代码：
CDDAMouseLineView:
:
CDDAMouseLineView（）
{
//TODO:
addconstructioncodehere
m_p1.x=0;m_p1.y=0;//起点
m_p2.x=0;m_p2.y=0;//终点
m_ist=0;//0，第1点；1，第2点；
}
第五步：
在视图类的OnDraw（）函数中加入下列代码，实现视图绘图。
voidCMouseSpringView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CMouseSpringDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
pDC->SelectStockObject（NULL_BRUSH）;
DDAMouseLine（pDC,m_p1.x,m_p1.y,m_p2.x,m_p2.y,RGB（255,0,0））;
//调用自定义的成员函数,用鼠标画直线
}
第六步：
向视图类中添加鼠标OnLButtonDown（）函数消息响应函数，并输入鼠标处理程序代码。
voidCMouseSpringView:
:
OnLButtonDown（UINTnFlags,CPointpoint）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
CDC*pDC=GetDC（）;
pDC->SelectStockObject（NULL_BRUSH）;
if（!
m_ist）//是起点
{
m_p1=m_p2=point;//纪录第一次单击鼠标位置，定起点
m_ist++;
}
else
{
m_p2=point;//记录第二次单击鼠标的位置，定终点的点
m_ist--;//为新绘图作准备
DDAMouseLine（pDC,m_p1.x,m_p1.y,m_p2.x,m_p2.y,RGB（255,0,0））;//绘制新直线
}
ReleaseDC（pDC）;//释放设备环境
CView:
:
OnLButtonDown（nFlags,point）;
}
第七步：
添加成员函数的程序代码。
voidCDDAMouseLineView:
:
DDAMouseLine（CDC*pDC,intx0,inty0,intx1,inty1,COLORREFcolor）
{
intlength,i;
floatx,y,dx,dy;
length=abs（x1-x0）;
if（abs（y1-y0）>length）
length=abs（y1-y0）;
dx=（float）（x1-x0）/length;
dy=（float）（y1-y0）/length;
x=x0+0.5;y=y0+0.5;
for（i=1;i<=length;i++）
{
pDC->SetPixel（（int）x,（int）y,color）;
x=x+dx;y=y+dy;
}
//pDC->MoveTo（x0,y0）;
//pDC->LineTo（x1,y1）;
}
第八步：
编译运行程序，验证运行结果。
程序改进，添加橡皮筋绘图技术，实现交互式画直线。
向视图类中添加鼠标OnMouseMove（）函数消息响应函数，并输入鼠标处理程序代码。
voidCDDAMouseLineView:
:
OnMouseMove（UINTnFlags,CPointpoint）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
CDC*pDC=GetDC（）;
intnDrawmode=pDC->SetROP2（R2_NOT）;//设置异或绘图模式，并保存原来绘图模式
pDC->SelectStockObject（NULL_BRUSH）;
if（m_ist==1）
{
CPointprePnt,curPnt;
prePnt=m_p2;//获得鼠标所在的前一位置
curPnt=point;
//绘制橡皮筋线
DDAMouseLine（pDC,m_p1.x,m_p1.y,prePnt.x,prePnt.y,RGB（255,0,0））;
//DrawCircle（pDC,m_bO,prePnt）;//用异或模式重复画圆，擦出所画的圆
DDAMouseLine（pDC,m_p1.x,m_p1.y,curPnt.x,curPnt.y,RGB（255,0,0））;
//DrawCircle（pDC,m_bO,curPnt）;//用当前位置作为圆周上的点画圆
m_p2=point;
}
pDC->SetROP2（nDrawmode）;//恢复原绘图模式
ReleaseDC（pDC）;//释放设备环境
CView:
:
OnMouseMove（nFlags,point）;
}
四、实验结果和分析
1．查看实验结果，验证算法的正确性；
2．对程序进行分析和比较，你还能提出哪些改进和扩充？
例如：
（1）线刷子绘制直线和圆；
（2）方形刷子绘制直线和圆；
（3）虚线和点划线的绘制；
五、实验总结
总结从本次实验中学到了那些知识点或者有哪些感受?
实验三基本图形（元）生成技术
（二）
圆、椭圆生成算法
一、实验目的
编写圆和椭圆的扫描转换算法程序，验证算法的正确性。
二、实验任务
1．编写中点画圆法的扫描转换程序，考虑原点在（x0,y0）处程序的改动；
2．添加鼠标程序，实现交互式画圆；
3．编写中点画椭圆法的扫描转换程序；
4．添加鼠标程序，实现交互式画椭圆；
三、实验内容
任务一：
中点画圆法的扫描转换算法
编写中点画圆法的扫描转换程序，考虑原点在（x0,y0）处程序的改动；
分析：
考虑圆心不再原点，设圆心坐标为（x0,y0）。
通过平移坐标原点到圆心，则第二个8分圆上一点p（x,y），其原始坐标为
x’=x+x0
y’=y+y0
即p’1（x0+x,y+y0）
其它7个对称点分别是：
p’2（x0+y,y+x0）,p’3（x0+y,y0-x），p’4（x0+x,y0-y），p’5（x0-x,y0-y），p’6（x0-y,y0-x），p’7（x0-y,y0+x），p’8（x0-x,y0+y）
程序实现步骤：
（1）建立MidPointCircle工程文件；
（2）右击CMidPointCircleView类，建立成员函数
voidMidpointCircle（CDC*pDC,intx0,inty0,intr,COLORREFcolor）
intCirPot（CDC*pDC,intx0,inty0,intx,inty,COLORREFcolor）
（3）编写成员函数代码，程序如下：
voidCMidPointCircleView:
:
MidpointCircle（CDC*pDC,intx0,inty0,intr,COLORREFcolor）
{
//自己补充
}
（4）编写OnDraw（CDC*pDC）函数，程序如下：
voidCMidPointCircleView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CMidPointCircleDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
MidpointCircle（pDC,100,100,10,RGB（255,0,0））;
MidpointCircle（pDC,500,300,60,RGB（255,255,0））;
}
（6）编译、运行程序，查看结果。
任务二：
添加鼠标程序，实现交互式画圆
在任务1的基础上，完成下列步骤：
（1）向视图类中添加自定义的成员变量
用鼠标右键单击视图类，选择“AddMemberVariable…”,添加下面三个成员变量。
proctected:
intm_r;//半径
CPointm_bO;//圆心
CPointm_bR;//圆上的点
intm_ist;//圆心与圆周上点的区别，m_ist=0，表示鼠标左击点为圆心，
//m_ist=1，表示鼠标左击点为圆周上的点
（2）在视图类CPP文件的构造函数中初始化成员变量
CMidPointCircleMouseView:
:
CMidPointCircleMouseView（）
{
//TODO:
addconstructioncodehere
m_bO.x=0;m_bO.y=0;//圆心
m_bR.x=0;m_bR.y=0;//圆上的点
m_ist=0;//圆心与圆上的点区别
m_r=0;//圆的半径
}
（3）向视图类中添加自定义的成员函数原型：
public:
intComputeRadius（CPointcenp,CPointardp）;
添加成员函数的程序代码：
intCMouseSpringView:
:
ComputeRadius（CPointcenp,CPointardp）
{
intdx=cenp.x-ardp.x;
intdy=cenp.y-ardp.y;
//sqrt（）函数的调用，在头文件中加入#include"math.h"
return（int）sqrt（dx*dx+dy*dy）;
}
（4）向视图类中添加两个鼠标消息响应函数，并输入鼠标处理程序代码。
具体操作方法与鼠标示例1方法相同。
一个是OnLButtonDown（）函数，另一个是OnMouseMove（）函数。
程序如下：
voidCMidPointCircleMouseView:
:
OnLButtonDown（UINTnFlags,CPointpoint）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
CDC*pDC=GetDC（）;
pDC->SelectStockObject（NULL_BRUSH）;
if（!
m_ist）//绘制圆
{
m_bO=m_bR=point;//纪录第一次单击鼠标位置，定圆心
m_ist++;
}
else
{
m_bR=point;//记录第二次单击鼠标的位置，定圆周上的点
m_ist--;//为新绘图作准备
m_r=ComputeRadius（m_bO,m_bR）;
MidpointCircle（pDC,m_bO.x,m_bO.y,m_r,RGB（255,0,0））;
}
ReleaseDC（pDC）;//释放设备环境
CView:
:
OnLButtonDown（nFlags,point）;
}
voidCMidPointCircleMouseView:
:
OnMouseMove（UINTnFlags,CPointpoint）
{
//TODO:
Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault
CDC*pDC=GetDC（）;
intnDrawmode=pDC->SetROP2（R2_NOT）;//设置异或绘图模式，并保存原来绘图模式
pDC->SelectStockObject（NULL_BRUSH）;
if（m_ist==1）
{
CPointprePnt,curPnt;
prePnt=m_bR;//获得鼠标所在的前一位置
curPnt=point;
//绘制橡皮筋线
m_r=ComputeRadius（m_bO,prePnt）;
MidpointCircle（pDC,m_bO.x,m_bO.y,m_r,RGB（255,0,0））;//用异或模式重复画圆，擦出所画的圆
//DrawCircle（pDC,m_bO,prePnt）;
m_r=ComputeRadius（m_bO,curPnt）;
MidpointCircle（pDC,m_bO.x,m_bO.y,m_r,RGB（255,0,0））;//用当前位置作为圆周上的点画圆
m_bR=point;
}
pDC->SetROP2（nDrawmode）;//恢复原绘图模式
ReleaseDC（pDC）;//释放设备环境
CView:
:
OnMouseMove（nFlags,point）;
}
任务三：
编写中点画椭圆法的扫描转换程序
程序实现步骤：
（1）建立MidPointEllise工程文件；
（2）右击CMidPointElliseView类，建立成员函数
voidMidpointEllise（CDC*pDC,intx0,inty0,inta,intb,COLORREFcolor）
（3）编写成员函数代码，程序如下：
voidCMidPointEllipseView:
:
MidpointEllise（CDC*pDC,intx0,inty0,inta,intb,COLORREFcolor）
{
//自己补充
}
（4）编写OnDraw（）函数
voidCMidPointEllipseView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CMidPointEllipseDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
MidpointEllise（pDC,300,200,50,20,RGB（255,0,0））;
}
（5）编译、运行程序。
任务四：
添加鼠标程序，实现交互式画椭圆
程序实现步骤：
（1）~（3）同上，建立MidPointElliseMouse工程文件。
（4）添加成员变量
protected:
intb;
inta;
intm_ist;
CPointCenterPoint;
CPointRightBottom;
CPointLeftTop;
（5）在构造函数中赋初值
CMidPointElliseMouseView:
:
CMidPointElliseMouseView（）
{
//TODO:
addconstructioncodehere
LeftTop.x=0;LeftTop.y=0;//左上角坐标初值
RightBottom.x=0;RightBottom.y=0;//右下角坐标初值
CenterPoint.x=0;CenterPoint.y=0;//中心点坐标初值
a=0;b=0;//长轴和短轴长度
m_ist=0;//0:
表示第一点，1:
表示第二点
}
（6）添加OnLButtonDown（）函数
voidCMidPointElliseMouseView:
:
OnLButton
升级会员 