计算机图形学实验报告材料75781.docx

1、计算机图形学实验报告材料75781计算机图形学实验报告姓 名： 谢云飞 学 号： 20112497 班 级： 计算机科学与技术11-2班 实验地点： 逸夫楼507 实验时间： 2014.03 实验1 直线的生成1 实验目的和要求理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析实验数据的能力；编程实现DDA算法、Bresenham中点算法；对于给定起点和终点的直线，分别调用DDA算法和Bresenham中点算法进行批量绘制，并记录两种算法的绘制时间；利用excel等数据分析软件，将试验结果编制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。2 实验环境和工具 开发环境：Visual C+ 6.

2、0 实验平台：Experiment_Frame_One（自制平台）。 本实验提供名为 Experiment_Frame_One的平台，该平台提供基本绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现DDA算法和Mid_Bresenham算法，并进行分析。 平台界面：如图 21所示 设 置：通过view-setting菜单进入，如图 22所示 输 入：通过view-input菜单进入.如图 23所示 实现算法： DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView:DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1)Mid_Bresenham法：void CExper

3、iment_Frame_OneView:Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1)3 实验结果3.1 程序流程图1）DDA算法流程图： 开始定义两点坐标差dx，dy，以及epsl，计数k=0，描绘点坐标x,y，x增量xIncre，y增量yIncre输入两点坐标x1,y1,x0,y0dx=x1-x0,dy=y1-y0; 若|dx|dy| 反之 epsl=|dx| epsl=|dy| .xIncre=dx/epsl; yIncre=dy/epsl填充(强制整形)(x+0.5,y+0.5); 横坐标x+xIncre;纵坐标y+yIncre; 若kx1

4、反之x=x1;x1=x0;x0=x; x=x0; Y=y1;y1=y0;y0=y; y=y0;.坐标差dx=x1-x0;dy=y1-y0;判断值d=dx-2*dy;UpIncre=2*dx-2*dy;DownIncre=-2*dy;填充点(x,y)，且x=x+1; 若d0 反之y=y+1,且d=d+UpIncre d=d+DownIncre . 若xabs(dy) epsl=abs(dx); else epsl=abs(dy); xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;kX1) x=X1;X1=X0

5、;X0=x; y=Y1;Y1=Y0;Y0=y; x=X0;y=Y0; dx=X1-X0;dy=Y1-Y0; d=dx-2*dy; UpIncre=2*dx-2*dy; DownIncre=-2*dy; while(xX1) DrawPixel(x,y); x+; if(d0) y+; d+=UpIncre; else d+=DownIncre; 3.3 运行结果3.4 运行结果分析 DDA算法基本上没有什么问题，Mid_Bresenham算法在网格尺寸比较大时误差较大，通过改变网格尺寸大小即能较为精确地描绘出所绘直线。总之在误差允许的范围类，实验结果令人满意。4 思考题（可选）如何测试比较算法

6、的性能？ 提示1：因为绘制1条直线时间很短，所以需要绘制大量直线才能比较它们之间的性能； 提示2: drawpixel需要耗费时间，但它的时间性能和直线绘制算法无关，因此在比较不同算法性能时，应该屏蔽它的影响，如何屏蔽？5 实验心得 通过此次实验，我对典型的直线绘制算法DDA算法、Bresenham中点算法有了进一步的了解与掌握。由于第一次做图形学的相关实验，陌生感还是有的，对平台也不太掌握，所以一开始很难入门，但在老师的帮助和同学的相互讨论下，结果还是可观的。两个基本算法都得以实现。希望随着学习的加深，后续的实验能够做的更好。实验2 多边形扫描转换算法1实验目的和要求理解多边形扫描转换的原理

7、；掌握典型多边形扫描转换算法；掌握步处理、分析实验数据的能力；编程实现基本X-扫描线转换算法（必做）；编程实现有效边表转换算法（选做）。2实验环境和工具本试验提供自带实验平台 开发环境：Visual C+ 6.0本实验提供名为 Polygon_Conversion的平台，该平台提供基本绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现X-扫描线算法和有效边表转换算法。多边形输入： 用户按【功能】 【输入多边形】菜单开始输入多边形； 单击鼠标左键输入多边形顶点； 点击鼠标右键结束多边形输入，并将最后一个顶点和第一个顶点进行连接； 参数设置： 用户按“【功能】 【设置】”启动设置对话框 设置内容： 填充色

8、是否填充多边形 选择转换算法 实现扫描转换算法 X-扫描线转换算法：void CPolygon_ConversionView:X_Scan_Line_Conersion (int Vertices2, int VertexNum) 有效边表转换算法：void CPolygon_ConversionView:Active_Edge_Table_Conersion(int Vertices2, int VertexNum)3实验结果3.1程序流程图X-扫描线转换算法： 开始(若构点小于3个结束)确定多边形所占有的最大扫描线，得到多边形顶点的最小和最大y值(ymin和 ymax)从ys=ymin开始

9、扫描，且计算每条边的方程式 记录ys与多边形各边交点 (判断并取舍交点：顶点的两条边的另外两个端点的y1,y2的值比ys大的个数为0,1,2,则取交点对应个数为0,1,2;) 取完交点横坐标后排序交点横坐标x数组， 并配对（1，2）（3，4） 填充配对区间 若扫描线ys=ymax (结束)3.2程序代码void CPolygon_ConversionView:X_Scan_Line_Conersion(int Vertices2, int VertexNum) int ymin,ymax,x10,i,j,n=0,x1,x2,y1,y2,x0,ys; ymax=0xffffffff; ymin=

10、0x7fffffff; if(VertexNum=3) return; for(i=0;iVertexNum;+i) if(Verticesi1ymax) ymax=Verticesi1; for(ys=ymin;ys=ymax;ys+) n=0; for(j=0;jVertexNum;+j) x1=Verticesj0; y1=Verticesj1; x2=Vertices(j+1)%VertexNum0; y2=Vertices(j+1)%VertexNum1; if(y1=y2) continue ; if(ysmax(y1,y2) continue; x0=int(ys-y1)*(x2

11、-x1)/(y2-y1)+x1+0.5); if(ys=y1) continue; if(ys=y2) int tmp=0; if(y1ys) +tmp; if(Vertices(j+2)%VertexNum1ys) +tmp; if(tmp%2=0) continue; xn=x0; n+; sort(x,x+n);/排序 for(i=0;in;i+=2) /填充 for(j=xi;j= nodesk&t 1) value= (Divide(t-nodesk),(nodesk+m-1-nodesk)*BKM(t,k,m-1,nodes)+ Divide(nodesk+m-t),(nodesk

12、+m-nodesk+1)*BKM(t,k+1,m-1,nodes); return value;2）生成曲线的节点矢量：bool CFreeform_CurveView:Create_Nodes_Vector(int n, int m, int SplineType, float nodes) switch(SplineType) case 0: /均匀B样条曲线 /添加代码. for(int i=0;i=n+m;i+) nodesi=i; break; case 1: /开放均匀B样条曲线 /添加代码. int i=0; for(;im;i+) nodesi=0; for(;i=n;i+) nodesi=i-m+1; for(;i=n+3;i+) nodesi=n-m+2; break; default: return false; return true;3.3运行结果3.4运行结果分析这次试验是照着书上的生成曲线的公式编写的，分别绘制出均匀B样条曲线和开放均匀B样条曲线，实现难度不大。从曲线可以看出，两个曲线都很好的拟合了选择的点，均匀B样条曲线似乎效果更佳。 4实验心得 通过此次实验，我对基本曲线生成算法有了一定的掌握。由于其本身就很掌握，所以实现起来困难重重。可能是对三次B样条曲线的理解还不够透彻，希望今后的学习能够让我对其有进一步的了解与把握。