计算机图形学实验全.docx
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计算机图形学实验全
实验1直线得绘制
实验目得
1、通过实验，进一步理解与掌握DDA与Bresｅｎham算法；
2、掌握以上算法生成直线段得基本过程;
3、通过编程,会在ＴC环境下完成用DＤA或中点算法实现直线段得绘制.
实验环境
计算机、TurbｏＣ或其她Ｃ语言程序设计环境
实验学时
２学时,必做实验。
实验内容
用DDＡ算法或Besｅnｈａm算法实现斜率k在0与1之间得直线段得绘制.
实验步骤
1、算法、原理清晰,有详细得设计步骤；
2、依据算法、步骤或程序流程图,用C语言编写源程序；
3、编辑源程序并进行调试；
4、进行运行测试，并结合情况进行调整；
5、对运行结果进行保存与分析;
6、把源程序以文件得形式提交；
7、按格式书写实验报告.
实验代码：
ＤＤＡ：
＃ｉncｌude〈graphics、h〉
＃ iｎｃlｕde ＜math、h>
voｉdDDALｉne（intx0，inty0,iｎt x1，inty1,iｎtcoloｒ）
｛
int ｄx，dy，epsl,k;
float ｘ,y，xInｃｒe,yIｎｃre；
ｄx＝x1－x０;
ﻩdy＝y1－y0;
x＝x0;
ﻩy=y0；
iｆ（abｓ（ｄx）>abｓ（ｄy））
ﻩｅpsl=abs（dx）；
ﻩelsｅ
ﻩｅｐｓl=abs（dy）；
ｘInｃｒe=（ｆloat）dx/（float）ｅpsl;
ｙInｃrｅ=（fｌoat）dy／（float）epsl；
ﻩfor（k=０；k＜=ｅｐｓl;k＋+）
｛
ﻩｐｕtｐixel（（iｎt）（ｘ+0、５），（ｉnt）（y＋0、5），4）；
ﻩｘ+=xＩncｒe；
ﻩﻩy+=yＩncrｅ;
ﻩ}
｝
ﻩmａin（）｛
iｎtgｄriver，ｇmode;
ﻩgｄrｉver =DETECＴ；
ﻩiｎiｔgraph（＆gｄriveｒ ，＆ｇmode ,＂Ｃ：
＼\TC20\\BGI”）;
DDALine（0，０,35,2６，4）；
getcｈ（）；
ﻩｃloｓeｇraｐh（ ）;
｝
Bresenｈam:
#ｉncｌｕde〈ｇraphｉcs、h〉
＃ｉncludｅ〈mａtｈ、h>
vｏｉｄBresenhａmLine（intｘ０,ｉnt y0，intx1，iｎt y1,intcolor）
｛
intx，y，ｄx,dy,e;
ｄｘ=ｘ1－x0;
dｙ=y１—y0；
e=-dｘ；x=ｘ0;y=y0;
whｉlｅ（ｘ〈=x1）｛
ｐuｔpixel（x，ｙ，color）；
ｘ＋＋;
e=e+2＊ｄｙ；
iｆ（ｅ〉0）｛
y＋+；
e=e－２*dx;
｝
｝
｝
main（）｛
iｎtｇdrivｅr，gｍode ;
gｄｒiver=DETECT；
ｉｎｉtgrａph（＆ｇdriveｒ,&gｍｏde ,”c:
＼\TＣ20\＼ＢGI＂）；
ＢreｓenhamＬiｎe（0，0， １２0, 2００，5）;
getcｈ（）;
ｃlosｅgraph（）;
｝
实验２ 圆与椭圆得绘制
实验目得
1、通过实验，进一步理解与掌握中点算法；
2、掌握以上算法生成椭圆或圆得基本过程;
3、通过编程,会在TC环境下完成用中点算法实现椭圆或圆得绘制。
实验环境
计算机、Turbo C或其她C语言程序设计环境
实验学时
2学时,必做实验。
实验内容
用中点（Bｅsenｈam）算法实现椭圆或圆得绘制.
实验步骤
1.算法、原理清晰,有详细得设计步骤;
2.依据算法、步骤或程序流程图,用C语言编写源程序；
3.编辑源程序并进行调试；
4.进行运行测试,并结合情况进行调整;
5.对运行结果进行保存与分析；
6.打印源程序或把源程序以文件得形式提交；
7.按格式书写实验报告。
分析与思考
1．为何在程序运行时，有得椭圆或圆仅在屏幕左上角显示了一部分？
2．用中点算法生成得椭圆，为何在半径较大时,图形得失真严重?
实验代码：
圆：
#inclｕde<ｇｒａphics、h〉
#iｎｃｌude〈ｍaｔh、h〉
voiｄCirclePoｉnｔ（inｔｘ，inｔｙ，intcolor）
{
ﻩｐutpｉxeｌ（x+１０0，y+１0０,color）；
ｐutpixｅl（—x+100,y+１００，ｃolｏｒ）；
putｐixel（x+1０0，—y＋１00，ｃolｏr）;
ｐｕｔpｉxeｌ（-ｘ＋10０,—y+100，color）;
ｐuｔpｉxel（y＋1０0，x+１00,color）；
putpixｅl（y+100,-ｘ+10０,color）；
ｐｕtpixel（-y+100,x+100,color）;
putpｉxeｌ（-y+100,-x＋100，coloｒ）；
｝
ｖｏｉdMｉdBresenhａmCircle（intｒ，int colｏr）
｛
ﻩｉｎtx，y，d;
x=０；ｙ=r；d=１-r；
ﻩｗｈile（x＜=ｙ）{
ﻩCircｌｅPoiｎｔ（x，y，ｃｏｌｏr）;
ﻩﻩif（ｄ<0）d+=２＊x+3;
ﻩｅlsｅ{
ﻩﻩd+=2＊（x-ｙ）+５;
ﻩy－－;
ﻩ}
x++；
}
}
main（ ）
{
iｎt gdriｖer，gmode；
ﻩgdriｖer=DETECT;
inｉtgｒapｈ（＆gdriver ,＆gmode,"ｃ：
＼＼tｃ20\\bgi”）；
MiｄBｒesｅnｈamCircle（50，6）；
gｅtｃｈ（）；
ﻩcｌosｅgrapｈ（ ）；
｝
实验截图：
椭圆：
＃incluｄe "graphｉｃs、h"
voｉdＭiｄBrｅseｎhamEｌlipｓe（ｉnta，iｎt ｂ,inｔ ｃolｏr）
{
intx，y;
ﻩfloａt ｄ1,d2;
x=０;y=b；
d１=b*ｂ＋a*ａ*（-b+0、5）;
putｐixel（x+10０,y+１0０，ｃolor）； ｐｕtｐｉxeｌ（—ｘ+10０，－ｙ+100，coｌor）；
putpｉxel（－x＋100，y+100,cｏlｏr）;pｕtｐixeｌ（x+1０0,—ｙ＋１00，cｏlｏｒ）;
while（b＊b＊（ｘ+1）＜ａ＊ａ＊（y-0、5））{
ﻩif（d１<=０）{
d１+=b＊b*（2＊x+3）;
ｘ++；
｝
elsｅ{
d1＋＝b*b＊（2＊x＋３）＋a*ａ＊（-2*y+2）;
ｘ++；y--;
｝
putpixel（ｘ＋100,y＋1０0，cｏｌor）；pｕtpixel（-x+100,—ｙ＋１00，color）;
pｕtpｉxeｌ（-ｘ+100,ｙ+1０0，color）；putpｉxel（x＋100,－y+100,ｃoｌor）；
ﻩ}
d2＝b＊ｂ＊（x＋0、5）＊（x+0、5）+a*a*（y-1）*（y—1）—a＊a*b＊b；
ｗhｉlｅ（ｙ>０）｛
ﻩif（d２〈=０）｛
ﻩd2+=ｂ*b＊（2＊x+2）+a*a＊（-2＊ｙ+3）;
ﻩﻩx++;y--；
｝
ﻩelse{
ﻩﻩｄ2＋=a*a＊（-2*y＋3）;
ﻩﻩy——；
ﻩ}
putpixｅl（ｘ＋１０0,y+100，colｏr）；putpixｅl（－ｘ＋１００,—y+100，ｃolｏｒ）;
ｐutpｉxeｌ（—x+１０0,y+1０0，colｏr）;putpixel（x+100,—ｙ+100，color）; ﻩ
ﻩ｝
｝
ｍaｉn（）
｛
ﻩintｇｄｒｉvｅr，gmode；
gdｒivｅr= DEＴECＴ；
initgraｐh（&gdrｉver , &ｇmode,”c：
\\tc２0\\bgi"）；
ＭidBresenｈaｍElliｐｓe（8，6，2）；
getch（）；
closeｇrapｈ （ ）；
｝
实验截图:
实验３ 图形填充
实验目得
4、通过实验，进一步理解与掌握图形填充常用算法;
5、掌握以上算法进行填充图形得基本过程；
6、通过编程，会在TC环境下完成图形填充。
实验环境
计算机、TurｂoC或其她C语言程序设计环境
实验学时
2学时，必做实验。
实验内容
任意画一个多边形,并用边填充算法进行填充.（多边形得顶点坐标存放在数组中，坐标值由键盘输入）
实验步骤
1、算法、原理清晰，有详细得设计步骤;
2、依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序;
3、编辑源程序并进行调试；
4、进行运行测试,并结合情况进行调整;
5、对运行结果进行保存与分析；
6、打印源程序或把源程序以文件得形式提交；
7、按格式书写实验报告。
实验代码:
#inclｕde〈grapｈics、h>
#inｃlude#include〈mａth、h>
#inclｕde〈coｎio、h＞
＃defineMP10０
＃inclｕde〈stdlib、ｈ＞
＃ｄｅfinefalse 0
ｖoidedge_mark（iｎtarｒ［]［2],iｎtvalｕe，ｉntpolydｅflｅn）
｛
ﻩint by，x，y,ａｘ，aｙ;
ｉnti，j;
ﻩfloatk;
ﻩby=aｒr［poｌydeflen—1］［１]；
ﻩfor（i＝０;ｉ〈polydefｌｅn；ｉ＋＋）
{
ﻩif（i==polydeflｅn-1）
｛
ﻩax=arr［0]［0]；
ﻩay=arr[0］［1];
ﻩ｝
ﻩelse
ﻩ{
ﻩax=ａｒｒ[i+1][0]；
ﻩay=arｒ［i+1][1］；
ﻩ｝
ﻩｘ＝arｒ［i］[０］；
y=ａｒr[i］［１];
ﻩif（（ｙ-ay）!
=0）
k=（ａx－x）/（float）（y—aｙ）;
ﻩiｆ（（ｙ—by）＊（ay-y）>=0）
ﻩﻩpuｔpｉxel（x，y，value）;
ﻩgeｔch（）;
ﻩif（ay〈y）
ﻩﻩfｏｒ（j=y－１；j＞ay；j——）
ﻩputpixｅｌ（x+（int）（（y—j）＊k）,j，valuｅ）;
ﻩeｌsefor（j=ｙ+１；jﻩﻩｐｕtｐixeｌ（x－（int）（（j－y）＊ｋ）,ｊ，vａｌue）；
ｂy=y；
ﻩ}
}
vｏｉdedｇe＿ｍark_ｆilｌ（ｉｎtar［］［2］，ｉnt vaｌue,iｎtｐolydｅfｌeｎ）
{
ﻩｉntｉ,x，y,ｉｎside；
ﻩintｍin，ｍax;
ﻩｉnｓｉde＝ｆａlsｅ;
mｉn=ａｒ[0］［1］；max=ａr[0］[１］;
eｄge_marｋ（ar,vaｌue，poｌydeｆleｎ）;
ｆor（i=１；i〈polyｄeｆleｎ;i+＋）
ﻩ{
ﻩｉｆ（ar[i］［1］>ｍａx）
ﻩｍａｘ=ar[i］［1];
iｆ（ar[i］[１］〈ｍin）
ｍin＝ａｒ[i]［１］；
}
for（y=mｉn；y<=max；ｙ++）
｛
ﻩfoｒ（ｘ=0；x<=6４0;x＋+）
{
ﻩif（getpiｘｅｌ（x,y） == vａluｅ）
ﻩﻩｉｎsidｅ＝!
（insidｅ）;
ﻩif（insiｄe！
=falｓe）
ﻩﻩputｐixel（x,y,valｕe）；
ﻩelsepuｔpixel（ｘ，ｙ,0）;
ﻩ｝
ﻩif（getch（）＝=1７）
exiｔ
（1）;
ﻩ｝
}
vｏidmａiｎ（）
{
ﻩcｈａrｔ［100］;
int pｏｌｙdeｆ［MＰ］［2］;
ｉnｔi，j,ｇdriver,ｇmode,ｐｏlydefleｎ,value;
ﻩgdｒiver＝DETECT；ﻩ
ｉｎitｇrａph（&gdrｉｖer,＆gｍodｅ，＂c：
\\ｔc2０\\bｇi＂）;
ﻩｐrinｔf（"pleaseｉnputthenumbｅrofedgｅｓ:
\n＂）;
ｓcanｆ（"%ｄ＂，＆poｌydefleｎ）；
ﻩｐrintf（＂pleａｓeiｎｐuｔthecoｌor：
\n”）;
ｓcanf（＂％d”，&value）；
ﻩprintf（"pleaｓeｉnｐut ｔｈe（x,ｙ）:
\n"）;
ｆor（i=0；i<ｐoｌｙdefｌｅn;i+＋）ﻩ
ﻩﻩｆor（j=0；j<2;j+＋）
ﻩﻩｓcａnf（＂％d”,&ｐolyｄef[ｉ］［j］）；
prinｔf（"pleaｓepreｓsthｅ spacｅ key!
”）；
eｄge_ｍaｒk_filｌ（ｐｏlydef，value，poｌydeｆlen）；
fｏｒ（ｉ＝0；ｉ<ｐolydefleｎ;i++）ﻩ
ﻩ｛
ﻩﻩsprinｔｆ（ｔ，＂（%d,％d）＂，ｐoｌydｅf[ｉ]［0］，poｌydeｆ［i]［1]）；
outtextxy（polyｄef[ｉ][０]，ｐolｙdｅｆ[i][1]，t）;
ﻩ}
ﻩgetcｈ（）;
cｌoｓegｒaph（）;
｝
实验截图：
实验4二维图形几何变换
实验目得
1、通过实验，进一步理解与掌握二维图形几何变换算法；
2、掌握以上算法进行二维图形几何变换基本过程;
3、通过编程，会在TＣ环境下完成二维图形几何变换过程。
实验环境
计算机、TｕｒboC或其她Ｃ语言程序设计环境
实验学时
２学时,必做实验。
实验内容
任意画一个平面图形，
（1）按比例缩小或放大、缩放比例由用户定义,缩放得参考点由用户确定;
（２）旋转、由键盘输入旋转角度与旋转中心。
实验步骤
1、算法、原理清晰,有详细得设计步骤;
2、依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序;
3、编辑源程序并进行调试;
4、进行运行测试，并结合情况进行调整；
5、对运行结果进行保存与分析；
6、打印源程序或把源程序以文件得形式提交;
7、按格式书写实验报告。
实验代码:
＃include”stdｉｏ、h”
#ｉnclude"conｉo、h＂
#ｉnｃluｄe”grａphiｃs、h”
＃ｉnclude ＂math、h”
sｔｒuctpoｉnt
{
intｘ；
ｉnty；
｝triaｎｇｌe［３］;
voidiｎi（）
｛ｔｒiaｎgle［０］、x=30；
triangｌe[0］、ｙ=30；
tｒiａngle[１］、x=30;
tｒianｇle［1]、y=120；
trianｇle［2］、ｘ=120；
triangle[2]、y=7０；
seｔcoloｒ（RED）；
line（triａngle［０］、x，trｉangle［0]、y，tｒｉanglｅ[１］、x，ｔｒｉａｎgｌe[１]、y）；
line（triangle［0]、ｘ，triangle[０］、y，trｉanｇle［2]、ｘ,tｒiangle[2］、ｙ）；
linｅ（triａngle［1]、x,triangle［1］、ｙ，tｒiangle［2］、ｘ，ｔｒiaｎgle[2]、y）；
}
ｖoidzoom（ｆloaｔsx,floaｔｓy）
{
inｔ ｘx［３];
intyy［３];
ｉnt ｉ;
fｏr（i=0;i<３；i＋+）
{
xｘ［i]=（tｒiaｎglｅ［i］、x－tｒiangle［0]、ｘ）＊sｘ+trianｇｌe［０]、x；
yy[ｉ］=（trianglｅ[i］、y—triaｎｇle［0］、y）*sy+ｔrianglｅ［0］、y;
｝
fｏｒ（ｉ=０；ｉ＜3；ｉ＋+）
｛
ｌine（xx[ｉ]+1２0，yy［ｉ]，xx［（i＋1）％3］+１２０,ｙy［（i+1）％3］）;
｝
gｅtch（）；
sｅtcoｌor（５）；
for（i＝0；i〈３;ｉ+＋）
{
lｉｎe（xx［i］+120，yy［i]，xx[（i+1）％3]＋120,ｙy[（i＋1）%3］）;
｝
}
voｉdturｎ（intx，iｎt y，ｉnta）
{
ｉnti；
intxx［３］;
ｉntyｙ［3]；
fｏr（i=0;i〈3；ｉ++）｛
ｘx［i]=（triaｎgｌe［ｉ］、x-ｘ）＊cos（a）-（triangle［i]、y—y）＊sｉｎ（a）+x;
ｙy［i］=（triａngｌe[i]、x-x）*sｉn（ａ）+（ｔrｉangle[ｉ]、y—y）*cｏｓ（a）+y；
｝
fｏｒ（i=0;i<3;i+＋）
｛
line（xｘ[i］，yｙ［i],xx［（i＋1）%３］，yy［（ｉ+1）％3]）;
｝
ｇetｃh（）;
setcolｏr（5）；
ｆor（i=0；ｉ〈３；i+＋）
｛
liｎe（xx[i],yy［i］，xx[（ｉ+１）％３]，yy［（ｉ+1）％3］）;
｝
｝
ｖoidmain（）
{
intｇｄrｉver=DETECT,gmode；
ｉｎitgｒapｈ（＆gdriver,＆gmode，"c：
\\ｔc２0\＼bgi＂）;
ini（）;
geｔch（）；
ﻩｓｅtcｏｌoｒ（０）；
ｔurn（１20,70，－1）;
iｎi（）；
ﻩgetcｈ（）；
setcｏlｏｒ（０）;
zｏｏm（0、５,0、５）；
ini（）；
ﻩgｅtcｈ（）；
seｔcｏloｒ（0）;
zｏｏm（3，3）；
ﻩｉni（）；
geｔch（）；
closegｒapｈ（）;
}
实验截图：
实验5二维图形裁剪
实验目得
1、通过实验，进一步理解与掌握二维图形裁剪常用算法;
2、掌握以上算法进行二维图形裁剪得基本过程;
3、通过编程，会在TC环境下完成二维图形裁剪过程。
实验环境
计算机、TｕrｂoＣ或其她C语言程序设计环境
实验学时
2学时，必做实验。
实验内容
生成若干条直线段，由用户确定一个矩形裁剪窗口得位置与大小，保留窗口里得图形,抹去其余部分（使用Coｈen－Ｓｕｔhｅｒlaｎd算法）。
（完成作业得同学可以用ｌinｅ、setviｅwporｔ函数再做该题）。
实验步骤
1、算法、原理清晰,有详细得设计步骤;
2、依据算法、步骤或程序流程图,用Ｃ语言编写源程序;
3、编辑源程序并进行调试;
4、进行运行测试，并结合情况进行调整;
5、对运行结果进行保存与分析;
6、打印源程序或把源程序以文件得形式提交；
7、按格式书写实验报告.
实验代码：
＃iｎｃｌude”graphics、h”
＃ｉncluｄe"stdiｏ、h”
#iｎclude"maｔh、h＂
＃defｉｎeLEFT1
#deｆinｅ RＩGHＴ2
#defineBＯＴＴOM4
＃ｄｅｆiｎｅTOＰ8
int x１=6０，y1＝6０，ｘ２=200，ｙ2=200,x３=20０，ｙ3=３00,xl=30，xｒ=1０0,yｂ=100，yt=20;
int enｃode（iｎｔx,intｙ，inｔ＊cｏdｅ）
｛
ｉnt c;
ｃ=0;
ﻩif（ｘ c=LEFT；
elseif（x〉xｒ）
c＝RIGHT；
ﻩiｆ（y＞ｙb）
c=ＢOＴTOM;
ﻩelsｅif（ｙ c＝TOP;
if（ｘ==ｘｌ||ｘ==ｘr｜｜y=＝ｙt||y==ｙb）
ｃ=０；
*code=c；
｝
Ｃ＿S_LIＮECＬIＰ（ｘ１,y１,x2,y2，x3，ｙ3，xl，xｒ,yｂ,ｙt）
{
intx,y,ｃodｅ1，coｄe2,cｏdｅ３,ｃodｅ；
ｅncoｄｅ（x1，ｙ1,&code1）；
encｏde（x2,y２，＆cｏdｅ２）;
encｏde（x3，y3,&ｃｏde3）；
wｈiｌe（coｄe１!
＝0||code2!
=0）
｛
if（code1&cｏde2！
=0）
retｕｒn;
ｃoｄe＝ｃoｄe１;
ｉf（ｃode1==0）
codｅ＝ｃoｄe2；
if（（ＬＥFT＆code）！
＝0）
{
ﻩｘ＝ｘ１;
ﻩy=y1+（long）（y２－y1）*（xl-x1）／（x2-ｘ１）;
}
else if（（ＲIGＨT＆code）!
=0）
｛
x=ｘr；
ﻩ y=y1+（long）（y2—y１）*（ｘr－x1／ｘ2—x1）；
}
eｌsｅif（（BＯTＴOＭ＆cｏdｅ）！
=0）
{
y=yb；
x=x1+（long）（x2—x1）＊（yb—y1）/（y2—ｙ１）；
｝
ｅlse if（（TOP＆coｄe）！
＝0）
｛
ｙ＝yt;
x=x１＋（loｎg）（x2－x1）*（yt—y1）/（y2—y1）；
}
ｉf（code==codｅ1）
{x1=x;
y1=y；
encoｄe（ｘ,ｙ，&code1）;
｝
elｓe
{x２=x;
y２=y;
eｎcoｄｅ（x,y，&ｃode2）;
}
}
ｗhｉle（cｏｄｅ1！
＝0||codｅ3！
=０）
{
ｉf（cｏdｅ1＆cｏdｅ3!
=0）
rｅｔｕｒn;
coｄe=code１；
if（cｏｄe1==0）
ｃode＝ｃoｄe3；
if（（LEFT&code）!
＝0）
｛
x＝x1；
y=y1+（loｎg）（y3－y1）＊（ｘｌ-x１）/（ｘ3-x1）;
}
elseｉf（（ＲIGHT＆cｏｄe）!
＝0）
{
ｘ＝xr；
y=ｙ1+（long）（y3—y1）*（xr－x1／x3—ｘ1）；
｝
elseif（（BOTTOＭ&code）！
＝0）
｛
y=ｙb;
ｘ=x1+（lｏng）（x3—x1）＊（yb－y1）/（ｙ3－ｙ1）；
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