实验二实验三 基本图形.docx

1、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Visual C+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Bresenha

2、m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“add member function”，定义如下的成员函数：void ddaline(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,COLORREF color);3 编写自定义的成员函数ddaline()程序 void CDDALineView:ddaline(CDC* pDC, int x0, int y0, int x1, int y

3、1, COLORREF color) int length,i; float x,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;iSetPixel(int)x,(int)y,color); x=x+dx;y=y+dy; 4编写OnDraw()函数void CDDALineView:OnDraw(CDC* pDC) CDDALineDoc* pDoc = GetDocumen

4、t(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here 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,100,40

5、0,400,100,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 void CDDA2LineView:OnDraw(CDC* pDC) CDDA2LineDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for nati

6、ve data here /画网格 int gi,gj; /画横线 pDC-TextOut(90,90,(100,100); pDC-MoveTo(100,100); for(gj=100;gjMoveTo(100,gj); pDC-LineTo(600,gj); /画竖线 pDC-MoveTo(100,100); for (gi=100;giMoveTo(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

7、()成员函数方法：在工作区中选择CLASSVIEW类窗口，右击CDDAlineView类，选择“add member function”，定义如下的成员函数：void DDA2Line(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,COLORREF color);4.编写DDA2Line()函数 void CDDA2LineView:DDA2line(CDC *pDC, int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color) int length,i,tx,ty; float x,y,dx,dy; length=abs(x1-

8、x0); if (abs(y1-y0)length) length=abs(y1-y0); dx=(float)(x1-x0)/length; dy=(float)(y1-y0)/length; /char tbuf20; /sprintf(tbuf,dx,dy=%f,%f,dx,dy); /AfxMessageBox(tbuf); x=x0;y=y0; for (i=0;iSetPixel(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：

9、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“Add Member Variable”,添加下面三个成员变量。proctected : CPoint m_p1; / 起点 CPoint m_p2; /终点 int m_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: void DDAMouseLine(CDC *pDC, int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color);第四步：在视图类CPP文件

10、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: add construction code here 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。 void CMouseSpringView:OnDraw(CDC* pD

11、C) CMouseSpringDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here 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。void CMouseSpringView:OnLButtonDo

12、wn(UINT nFlags, CPoint point) / TODO: Add your message handler code here and/or call default 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_

13、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。 void CDDAMouseLineView:DDAMouseLine(CDC *pDC, int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color) int length,i; float x,y,dx,dy; length=abs(x1-x0); if (abs(y1-y0)length) length=abs(y1-y0); dx=(float)(x1

14、-x0)/length; dy=(float)(y1-y0)/length; x=x0+0.5;y=y0+0.5; for (i=1;iSetPixel(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。void CDDAMouseLineView:OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point)

15、 / TODO: Add your message handler code here and/or call default CDC *pDC=GetDC(); int nDrawmode=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) CPoint prePnt,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

16、.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

17、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（x

18、0,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p1（x0 +x, y+y0）其它7个对称点分别是：p2（x0+y,y+x0）, p3 (x0+y,y0-x)，p4 (x0+x,y0-y)，p5 (x0-x,y0-y)，p6 (x0-y,y0-x)，p7 (x0-y,y0+x)，p8 (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 void MidpointC

19、ircle(CDC *pDC,int x0, int y0, int r, COLORREF color) int CirPot(CDC *pDC,int x0, int y0, int x, int y, COLORREF color) (3) 编写成员函数代码，程序如下：void CMidPointCircleView:MidpointCircle(CDC *pDC,int x0, int y0, int r, COLORREF color)/自己补充 （4）编写OnDraw(CDC* pDC)函数，程序如下：void CMidPointCircleView:OnDraw(CDC* pDC

20、) CMidPointCircleDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here 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“Add Member V

21、ariable”,添加下面三个成员变量。proctected : int m_r; / 半径CPoint m_bO; / 圆心 CPoint m_bR; /圆上的点 int m_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: add construction code here m_bO.x=0; m_bO.y=0; /圆心 m_bR.x=0; m_bR.

22、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: int ComputeRadius(CPoint cenp,CPoint ardp);添加成员函数的程序代码：int CMouseSpringView:ComputeRadius(CPoint cenp, CPoint ardp) int dx=cenp.x-ardp.x; int dy=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);（

23、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：void CMidPointCircleMouseView:OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) / TODO: Add your message handler code here and/or call default CDC *pDC=GetDC(); pDC-SelectStockObject(NULL_BRUSH); if (!m_ist) /绘制圆

24、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);void CMidPointCircleMouseView:OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint

25、point) / TODO: Add your message handler code here and/or call default CDC *pDC=GetDC(); int nDrawmode=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) CPoint prePnt,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); Midpoint

26、Circle(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

27、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 void MidpointEllise(CDC *pDC, int x0, int y0, int a, int b, COLORREF color) (3) 编写成员函数代码，程序如下：void CMidPointEllipseView:MidpointEllise(CDC *pDC, int x0, int y0, int a, int b, COLORREF color) /自己补充(4) 编写OnDraw()函数void CMidPoi

28、ntEllipseView:OnDraw(CDC* pDC) CMidPointEllipseDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data hereMidpointEllise(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: int b; int a; int m_i

29、st; CPoint CenterPoint; CPoint RightBottom; CPoint LeftTop;（5）在构造函数中赋初值CMidPointElliseMouseView:CMidPointElliseMouseView() / TODO: add construction code here 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void CMidPointElliseMouseView:OnLButton